JP4469609B2 - Multipath interferometer - Google Patents
Multipath interferometer Download PDFInfo
- Publication number
- JP4469609B2 JP4469609B2 JP2003564519A JP2003564519A JP4469609B2 JP 4469609 B2 JP4469609 B2 JP 4469609B2 JP 2003564519 A JP2003564519 A JP 2003564519A JP 2003564519 A JP2003564519 A JP 2003564519A JP 4469609 B2 JP4469609 B2 JP 4469609B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- interferometer
- measurement
- wafer
- relative
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
本発明は干渉計、例えばリソグラフィスキャナまたはステッパシステムのマスクステージまたはウェハステージのような測定対象物の角度変位及び直線変位を測定する変位測定分散干渉計に関する。 The present invention relates to an interferometer, for example a displacement measuring dispersive interferometer that measures the angular and linear displacements of a measurement object such as a mask stage or wafer stage of a lithography scanner or stepper system.
（参照による引用）
次の文書は本明細書において参照により引用される。Ｈｅｎｒｙ Ａ． Ｈｉｌｌによる２００１年８月２日出願（Ｚ−３３６）の米国仮特許出願第６０／３０９，６０８号、Ｈｅｎｒｙ Ａ． Ｈｉｌｌによる２００１年８月２３日出願（Ｚ−３４３）の米国仮特許出願第６０／３１４，３４５号、Ｈｅｎｒｙ Ａ． Ｈｉｌｌによる２００１年８月２３日出願（Ｚ−３４５）の米国仮特許出願第６０／３１４，５６８号、Ｈｅｎｒｙ Ａ． Ｈｉｌｌによる２００２年１月２８日出願（Ｚ−３９１）の米国仮特許出願第６０／３５２，３４１号、Ｈｅｎｒｙ Ａ． Ｈｉｌｌによる２００２年１月２８日出願（Ｚ−３９６）の米国仮特許出願第６０／３５２，４２５号、及びＨｅｎｒｙ Ａ． Ｈｉｌｌによる２００２年８月２３日出願（Ｚ−３４５）の米国特許出願第１０／２２７，１６７号。
(Quoted by reference)
The following documents are hereby incorporated by reference: Henry A. Hill, US Provisional Patent Application No. 60 / 309,608, filed Aug. 2, 2001 (Z-336), Henry A. Hill, US Provisional Patent Application No. 60 / 314,345, filed Aug. 23, 2001 (Z-343), Henry A. Hill, US Provisional Patent Application No. 60 / 314,568, filed Aug. 23, 2001 (Z-345), Henry A. Hill, US Provisional Patent Application No. 60 / 352,341, filed Jan. 28, 2002 (Z-391), Henry A. Hill, US Provisional Patent Application No. 60 / 352,425, filed Jan. 28, 2002 (Z-396), and Henry A. US patent application Ser. No. 10 / 227,167 filed Aug. 23, 2002 (Z-345) by Hill.
変位測定干渉計は、光学的な干渉信号に基づいて、基準物体に対する測定対象物の位置の相対的な変化をモニタする。干渉計は、測定対象物から反射した測定ビームと、基準物体から反射した基準ビームとを重ね合わせ、干渉させることによって光学的な干渉信号を生成する。 The displacement measurement interferometer monitors a relative change in the position of the measurement object relative to the reference object based on the optical interference signal. The interferometer generates an optical interference signal by superimposing and interfering with the measurement beam reflected from the measurement object and the reference beam reflected from the reference object.
多くの応用例では、測定および基準ビームの偏光は直交しており、周波数は異なっている。異なる周波数は、たとえば、レーザによるゼーマン***または音響光学変調によって、あるいは複屈折素子などを使用してレーザ内部で生成し得る。偏光が直交していることで、偏光ビーム・スプリッタにより測定および基準ビームがそれぞれ測定および基準物体に方向づけられ、反射した測定および基準ビームが合成されて、重なり合う射出測定および基準ビームが形成され得る。この重なり合う射出ビームが出力ビームを形成し、その後で偏光子を通過する。 In many applications, the measurement and reference beam polarizations are orthogonal and the frequencies are different. Different frequencies may be generated inside the laser, for example, by Zeeman splitting or acousto-optic modulation by the laser, or using a birefringent element or the like. The orthogonal polarization allows the measurement and reference beams to be directed to the measurement and reference objects, respectively, by a polarizing beam splitter and the reflected measurement and reference beams can be combined to form overlapping exit measurement and reference beams. This overlapping exit beam forms the output beam and then passes through the polarizer.
偏光子は、測定および基準射出ビームの偏光を混合して、混合ビームを形成する。混合ビーム中の測定および基準射出ビームの成分は互いに干渉して、測定および基準射出ビームの相対位相に応じて混合ビームの強度が変化する。検出器が、この混合ビームの時間依存性強度を測定し、この強度に比例した電気的な干渉信号を生成する。測定および基準ビームの周波数は異なるので、この電気的な干渉信号は、測定および基準射出ビームの周波数の差に等しいビート周波数を有する「ヘテロダイン」信号を含む。たとえば、測定対象物を含むステージを並進移動させることによって、測定および基準経路長が相互に変化する場合、ビート周波数の測定値は、２νｎｐ／λに等しいドップラー・シフトを含む。ここで、νは測定および基準物体の相対速度、λは測定および基準ビームの波長、ｎは光ビームが通過する空気または真空などの媒質の屈折率、ｐは基準および測定物体まで通過した回数である。測定対象物の相対位置の変化は、干渉信号の測定値の位相変化に相当し、２πの位相変化が、ほぼλ／（ｎｐ）の距離の変化Ｌに等しい。ここで、Ｌは往復距離の変化、たとえば、測定対象物を含むステージに至り、それから戻るまでの距離の変化である。 The polarizer mixes the polarizations of the measurement and reference exit beams to form a mixed beam. The components of the measurement and reference exit beams in the mixed beam interfere with each other, and the intensity of the mix beam changes according to the relative phase of the measurement and reference exit beams. A detector measures the time-dependent intensity of the mixed beam and generates an electrical interference signal proportional to the intensity. Because the frequency of the measurement and reference beams are different, this electrical interference signal includes a “heterodyne” signal having a beat frequency equal to the difference between the frequency of the measurement and reference exit beams. For example, if the measurement and reference path lengths change relative to each other by translating the stage containing the measurement object, the beat frequency measurement includes a Doppler shift equal to 2νnp / λ. Where ν is the relative velocity of the measurement and reference object, λ is the wavelength of the measurement and reference beam, n is the refractive index of the medium, such as air or vacuum, through which the light beam passes, and p is the number of passes to the reference and measurement object. is there. The change in the relative position of the measurement object corresponds to the phase change of the measurement value of the interference signal, and the phase change of 2π is substantially equal to the change in distance L of λ / (np). Here, L is a change in the reciprocating distance, for example, a change in the distance from the stage to the stage including the measurement object to the return.
残念ながら、この等式は必ずしも正確ではない。更に、干渉信号測定値の振幅は変化し得る。振幅が変化すると、後続の位相変化測定値の精度が低くなり得る。多くの干渉計には、「周期誤差」として知られているような非線形性を含む。この周期誤差は、干渉信号測定値の位相および／または強度として表すことが可能であり、光路長ｐｎＬの変化に対する正弦波依存性を有する。具体的には、位相の第１高調波周期誤差は（２πｐｎＬ）／λに対する正弦波依存性を有しており、位相の第２高調波周期誤差は２×（２πｐｎＬ）／λに対する正弦波依存性を有する。より高次の高調波周期誤差が存在する可能性もある。 Unfortunately, this equation is not always accurate. Further, the amplitude of the interference signal measurement can vary. As the amplitude changes, the accuracy of subsequent phase change measurements can be reduced. Many interferometers include non-linearities, known as “periodic errors”. This periodic error can be expressed as the phase and / or intensity of the interference signal measurement value, and has a sine wave dependency on the change in the optical path length pnL. Specifically, the phase first harmonic period error has a sine wave dependency on (2πpnL) / λ, and the phase second harmonic period error has a sine wave dependency on 2 × (2πpnL) / λ. Have sex. There may also be higher order harmonic period errors.
干渉計の基準ビーム成分及び測定ビーム成分が波面誤差を含む場合、出力ビームの基準ビーム成分及び測定ビーム成分との間の横方向変位（すなわち「ビームずれ」）の変化により生じるような「非周期的非線形性」も存在する。この現象は次のように説明できる。 If the interferometer reference and measurement beam components contain wavefront errors, the “non-periodic” as caused by the change in lateral displacement (ie, “beam misalignment”) between the reference beam component and the measurement beam component of the output beam Also exists. This phenomenon can be explained as follows.
干渉計光学系の不均質性は基準ビーム及び測定ビームに波面誤差を生じさせる。基準ビーム及び測定ビームがこのような不均質性により互いに共線的に伝搬する場合、その結果として生じる波面誤差は同じとなり、干渉信号に対するこれらの寄与が互いに相殺し合う。しかしながらより一般的には、出力ビームの基準ビーム成分及び測定ビーム成分は横方向に互いに変位する、すなわちこれらの成分は相対ビームずれを有する。このようなビームずれによって波面誤差が生じて、誤差が出力ビームから生じる干渉信号に影響する。 Interferometer optics inhomogeneities cause wavefront errors in the reference and measurement beams. If the reference and measurement beams propagate collinearly with each other due to such inhomogeneities, the resulting wavefront errors will be the same and their contributions to the interference signal will cancel each other. More generally, however, the reference beam component and the measurement beam component of the output beam are laterally displaced from one another, i.e., these components have a relative beam offset. Such a beam shift causes a wavefront error, and the error affects an interference signal generated from the output beam.
また、多くの干渉計システムにおいて、ビームずれは測定対象物の位置または角度配向（ａｇｎｕｌａｒ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が変わると変化する。例えば、相対ビームずれの変化が平面ミラー測定対象物の角度配向の変化により生じる。従って、測定対象物の角度配向の変化により、対応する誤差が干渉信号に生じる。 Also, in many interferometer systems, beam misalignment changes as the position or angular orientation of the measurement object changes. For example, a change in relative beam shift is caused by a change in the angular orientation of the plane mirror measurement object. Therefore, a corresponding error occurs in the interference signal due to a change in the angular orientation of the measurement object.
ビームずれ及び波面誤差の影響は、成分偏光状態に関連する出力ビームの成分を混合し、混合出力ビームを検出して電気干渉信号を生成するために使用する手順に依存することになる。混合出力ビームは、例えば混合ビームを検出器に集光させることなく検出器により、混合出力ビームを検出器に集光するビームとして検出することにより、または混合出力ビームをシングルモードまたはマルチモード光ファイバの中に向けて射出し、光ファイバが搬送する混合出力ビームの一部を検出することにより検出することができる。ビームずれ及び波面誤差による影響はまた、仮にビームストップを混合出力ビームを検出する手順に使用するとした場合、ビームストップの性能にも依存することになる。一般的に、干渉信号の複数の誤差は、光ファイバを使用して混合出力ビームを検出器に送信するときに混合される。 The effects of beam misalignment and wavefront error will depend on the procedure used to mix the components of the output beam associated with the component polarization states, detect the mixed output beam, and generate an electrical interference signal. The mixed output beam can be detected, for example, by a detector without concentrating the mixed beam on the detector, by detecting the mixed output beam as a beam condensing on the detector, or the mixed output beam by a single mode or multimode optical fiber. Can be detected by detecting a portion of the mixed output beam that is emitted into the optical fiber and carried by the optical fiber. The effects of beam misalignment and wavefront error will also depend on the performance of the beam stop if it is used in the procedure for detecting a mixed output beam. In general, multiple errors in the interference signal are mixed when the mixed output beam is transmitted to the detector using an optical fiber.
測定干渉信号の振幅変動は多数のメカニズムによる正味の結果である。一つのメカニズムは出力ビームの基準成分及び測定成分の相対ビームずれであり、このビームずれは、例えば測定対象物の姿勢の変化の結果である。 The amplitude variation of the measurement interference signal is the net result of a number of mechanisms. One mechanism is a relative beam shift between the reference component and the measurement component of the output beam, and this beam shift is a result of, for example, a change in the posture of the measurement object.
分散測定の適用においては、光路長測定は複数の波長、例えば５３２ｎｍ及び１０６４ｎｍで行なわれ、この測定を使用して距離測定干渉計の測定経路に在るガスの分散を測定する。分散測定は、距離測定干渉計で測定する光路長を物理長に変換する際に使用することができる。このような変換は、測定対象物までの物理距離は変化しない場合であっても測定光路長の変化がガス乱流により及び／又は測定アーム中のガスの平均密度の変化により生じるので重要となる。 In dispersion measurement applications, optical path length measurements are made at multiple wavelengths, eg, 532 nm and 1064 nm, and this measurement is used to measure the dispersion of the gas in the measurement path of the distance measurement interferometer. Dispersion measurement can be used when converting an optical path length measured by a distance measurement interferometer into a physical length. Such a conversion is important because even if the physical distance to the measurement object does not change, the change in the measurement optical path length occurs due to gas turbulence and / or due to a change in the average density of the gas in the measurement arm. .
上述の干渉計は多くの場合、リソグラフィに使用して半導体ウェハに集積回路を形成するためのスキャナシステム及びステッパシステムの不可欠な構成要素である。このようなリソグラフィシステムは通常、ウェハを支持し、固定する移動可能なステージ、照射ビームをウェハ上に方向付けるために使用する集光光学系、ステージを露光ビームに対して移動させるスキャナまたはステッパシステム、及び一つ以上の干渉計を含む。各干渉計は測定ビームをステージに取り付けた平面ミラーに方向付け、また反射測定ビームを平面ミラーから受光する。各干渉計はその反射測定ビームを該当する基準ビームと干渉させ、全体として干渉計は照射ビームに対するステージの位置の変化を正確に測定する。干渉計によってリソグラフィシステムは、ウェハのどの領域が照射ビームに晒されるかについて正確に制御することができる。 The interferometers described above are often an integral component of scanner and stepper systems for use in lithography to form integrated circuits on semiconductor wafers. Such lithography systems typically support a movable stage that supports and fixes the wafer, condensing optics used to direct the illumination beam onto the wafer, a scanner or stepper system that moves the stage relative to the exposure beam. , And one or more interferometers. Each interferometer directs the measurement beam to a plane mirror attached to the stage and receives the reflected measurement beam from the plane mirror. Each interferometer causes its reflected measurement beam to interfere with the corresponding reference beam, and as a whole, the interferometer accurately measures changes in the position of the stage relative to the illumination beam. The interferometer allows the lithography system to accurately control which areas of the wafer are exposed to the illumination beam.
多くのリソグラフィシステム及び他の用途において、測定対象物は各干渉計からの測定ビームを反射する一つ以上の平面ミラーを含む。測定対象物の角度配向の小さな変化、例えばステージのピッチング及びヨーイングは、平面ミラーが反射する各測定ビームの方向を変えることができる。補償しないままにしておくと、これらの変化した測定ビームは各該当する干渉計における射出測定ビーム及び射出基準ビームのオーバーラップを小さくしてしまう。また、これらの射出測定ビーム及び射出基準ビームは互いに平行に伝搬しないか、または混合ビームを形成するときにそれらの波面が一致しない。その結果、射出測定ビームと射出基準ビームとの間の干渉が混合ビームの進行方向に垂直な面内において変化するので、検出器が測定する光強度の中に符号化されている干渉情報が壊れる。 In many lithography systems and other applications, the measurement object includes one or more planar mirrors that reflect the measurement beam from each interferometer. Small changes in the angular orientation of the measurement object, such as pitching and yawing of the stage, can change the direction of each measurement beam reflected by the plane mirror. If left uncompensated, these altered measurement beams reduce the overlap of the exit measurement beam and the exit reference beam in each relevant interferometer. Also, these exit measurement beams and exit reference beams do not propagate parallel to each other or their wave fronts do not coincide when forming a mixed beam. As a result, the interference between the exit measurement beam and the exit reference beam changes in a plane perpendicular to the direction of travel of the mixed beam, so that the interference information encoded in the light intensity measured by the detector is corrupted. .
この問題に対処するために、多くの従来の干渉計は再帰性反射体を含み、この再帰性反射体は測定ビームの向きを変えて平面ミラーに戻すので測定ビームは干渉計と測定対象物との間の経路を「２回通過する」。再帰性反射体を設けることにより射出測定ビームの方向が確実に測定対象物の角度配向の変化に対して鈍感になる。平面ミラー干渉計において実施する場合、この構成は一般的に高安定性平面ミラー干渉計（ＨＳＰＭＩ）と呼ばれるものになる。しかしながら、再帰性反射体を設けるとしても、射出測定ビームの横方向位置は依然として測定対象物の角度配向の変化に敏感なままである。また、干渉計内の光学系を通過する測定ビームの経路も依然として測定対象物の角度配向の変化に敏感なままである。 In order to address this problem, many conventional interferometers include a retroreflector that redirects the measurement beam back to a plane mirror so that the measurement beam is interferometer and object to be measured. "Pass twice" the path between. Providing a retroreflector ensures that the direction of the exit measurement beam is insensitive to changes in the angular orientation of the measurement object. When implemented in a plane mirror interferometer, this configuration is commonly referred to as a high stability plane mirror interferometer (HSPMI). However, even with the retroreflector, the lateral position of the exit measurement beam remains sensitive to changes in the angular orientation of the measurement object. Also, the path of the measurement beam passing through the optical system in the interferometer remains sensitive to changes in the angular orientation of the measurement object.
実際、干渉計システムを使用してウェハステージの位置を複数の測定軸に沿って測定する。例えば、ウェハステージがｘ−ｙ平面に位置する直交座標系を定義すると、測定は通常、ウェハステージがｘ−ｙ平面に沿って移動するに従って、ステージのｘ及びｙ位置だけでなくｚ軸に対するステージの角度配向に関しても行なわれる。また、ｘ−ｙ平面の面外のウェハステージの傾きもモニターすることが望ましい。例えば、そのような傾きの正確な特徴づけはｘ及びｙ位置のアッべオフセットエラーを計算するために必要となる。従って、所望の用途に応じて、最大５つの測定すべき自由度が存在する。また、幾つかの用途では、ｚ軸に対するウェハステージの位置もモニターして６つの自由度をモニターすることが望ましい。 In fact, an interferometer system is used to measure the position of the wafer stage along multiple measurement axes. For example, defining a Cartesian coordinate system in which the wafer stage is located in the xy plane, the measurement is typically performed on the stage relative to the z-axis as well as the x and y position of the stage as the wafer stage moves along the xy plane. This is also performed with respect to the angle orientation. It is also desirable to monitor the tilt of the wafer stage out of the xy plane. For example, such accurate characterization of the slope is required to calculate the Abbe offset error at the x and y positions. Thus, there are up to five degrees of freedom to measure, depending on the desired application. In some applications, it is also desirable to monitor the position of the wafer stage relative to the z-axis to monitor six degrees of freedom.
各自由度を測定するために、干渉計を使用して距離変化を該当する測定軸に沿ってモニターする。例えば、ステージのｘ及びｙ位置だけでなくｘ，ｙ及びｚ軸に対するステージの角度配向を測定するシステムでは、少なくとも３つの空間的に分離された測定ビームをウェハステージの一方のサイドで反射し、少なくとも２つの空間的に分離された測定ビームをウェハステージの他方のサイドで反射する。例えば、「５つの測定軸を使用して基板にマスクパターンを繰り返し結像する方法及び装置」と題する米国特許第５，８０１，８３２号を参照されたい。ここで、この文献の内容を参照により援用する。各測定ビームを基準ビームと再合成して該当する測定軸に沿った光路長変化をモニターする。異なる測定ビームがウェハステージに異なる位置で衝突するので、ウェハステージの角度配向は光路長測定を適切に組み合わせることにより得ることができる。従って、各自由度をモニターするために、システムはウェハステージに衝突する少なくとも一つの測定ビームを含む。また上述のように、各測定ビームがウェハステージを２回通過するのでウェハステージの角度配向の変化による干渉信号の劣化を防止することができる。測定ビームは、物理的に独立した干渉計または複数の測定ビームを生成する多軸干渉計により生成することができる。 To measure each degree of freedom, an interferometer is used to monitor the distance change along the relevant measurement axis. For example, in a system that measures the angular orientation of the stage relative to the x, y, and z axes as well as the x and y position of the stage, at least three spatially separated measurement beams are reflected on one side of the wafer stage, At least two spatially separated measurement beams are reflected on the other side of the wafer stage. See, for example, US Pat. No. 5,801,832 entitled “Method and Apparatus for Repetitively Imaging a Mask Pattern on a Substrate Using Five Measurement Axes”. The contents of this document are hereby incorporated by reference. Each measurement beam is recombined with the reference beam and the change in optical path length along the corresponding measurement axis is monitored. Since different measurement beams impinge on the wafer stage at different positions, the angular orientation of the wafer stage can be obtained by an appropriate combination of optical path length measurements. Thus, to monitor each degree of freedom, the system includes at least one measurement beam that impinges on the wafer stage. Further, as described above, since each measurement beam passes through the wafer stage twice, it is possible to prevent degradation of the interference signal due to a change in the angular orientation of the wafer stage. The measurement beam can be generated by a physically independent interferometer or a multi-axis interferometer that generates multiple measurement beams.
本発明は、２，３またはそれよりも多くの自由度を測定するときに、一つ以上の検出器または光ファイバピックアップ（Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｐｉｃｋｕｐｓ：ＦＯＰ）でのビームずれ差が無い、または非常に小さくなる多自由度測定平面ミラー干渉計アセンブリを特徴とする。本発明の或る実施形態では、干渉計アセンブリの一つ以上の干渉計における基準ビーム及び測定ビームのビームずれ差が非常に小さくなる。干渉計アセンブリは、単一の干渉計光学アセンブリを含むことができる。一つの検出器またはＦＯＰでのビームずれ差が無いか、または非常に小さい２自由度測定平面ミラー干渉計アセンブリは、平面ミラー上の２つの離間した位置の２つの直線変位を測定するか、または平面ミラーの直線変位及び角度変位の両方を測定するように構成することができる。ある構成では、その構成の該当する干渉計の内の一つの干渉計における基準ビーム及び測定ビームのビームずれ差が非常に小さくなる。 The present invention has no or very small beam misalignment at one or more detectors or fiber optic pickups (FOPs) when measuring a few or more degrees of freedom. A multi-degree-of-freedom measuring plane mirror interferometer assembly. In certain embodiments of the present invention, the beam misalignment difference between the reference beam and the measurement beam in one or more interferometers of the interferometer assembly is very small. The interferometer assembly can include a single interferometer optical assembly. A two-degree-of-freedom measuring plane mirror interferometer assembly with no or very little beam deviation at one detector or FOP measures two linear displacements at two spaced locations on the plane mirror, or It can be configured to measure both linear and angular displacement of the plane mirror. In one configuration, the difference between the beam deviations of the reference beam and the measurement beam in one of the corresponding interferometers of the configuration is very small.
Ｈｅｎｒｙ Ａ． Ｈｉｌｌによる２００２年１月２８日出願（Ｚ−３９１）の米国特許出願第６０／３５２，３４１号に開示されている干渉計構成を使用し、本明細書に記載する技術を拡張して更に別の自由度を測定することができ、この特許文献は本明細書において参照により引用される。一つ以上の検出器及び／又はＦＯＰでのビームずれ差が無いか、または非常に小さい３自由度測定平面ミラー干渉計アセンブリを含むこのような実施形態は、平面ミラー上の３つの離間した位置の３つの直線変位を測定するか、または平面ミラーの１つの直線変位及び２つの直交角度変位を測定するか、或いは２つの直線変位及び１つの角度変位を測定するように構成することができる。ある構成では、その構成の該当する干渉計の内の一つ以上の干渉計における基準ビーム及び測定ビームのビームずれ差が非常に小さくなる。一つ以上の検出器及び／又はＦＯＰでのビームずれ差が無いか、または非常に小さい４以上の自由度測定平面ミラー干渉計アセンブリを含む更に別の実施形態は、別の組合せの直線変位及び角度変位を測定するように構成することができる。ある構成では、その構成の該当する干渉計の内の一つ以上の干渉計における基準ビーム及び測定ビームのビームずれ差が非常に小さくなる。 Henry A. The technique described herein is further extended using the interferometer configuration disclosed in US patent application 60 / 352,341 filed Jan. 28, 2002 (Z-391) by Hill. Degrees of freedom can be measured and this patent document is incorporated herein by reference. Such an embodiment comprising a three-degree-of-freedom measuring plane mirror interferometer assembly with no or very little beam deviation difference at one or more detectors and / or FOPs can be achieved at three spaced locations on the plane mirror. Can be configured to measure one linear displacement and two orthogonal angular displacements of a plane mirror, or to measure two linear displacements and one angular displacement. In some configurations, the difference in beam offset between the reference beam and the measurement beam in one or more of the interferometers in that configuration is very small. Yet another embodiment that includes four or more degrees of freedom measuring plane mirror interferometer assemblies with no or very little beam misalignment at one or more detectors and / or FOPs is another combination of linear displacement and It can be configured to measure angular displacement. In some configurations, the difference in beam offset between the reference beam and the measurement beam in one or more of the interferometers in that configuration is very small.
単一の平面ミラーを、対象物の姿勢の変化を測定する際の基準物体及び測定対象物の両方として使用することができる。角度測定に使用する基準ビーム及び測定ビームは、単一の平面ミラーへの単一の通路を形成する。干渉計光学アセンブリは、非常に安定した構成の直線変位干渉計及び角度変位干渉計のいずれか、または両方を含むことができる。干渉計光学アセンブリは、角度測定に使用するビームについては、一つの検出器またはＦＯＰでの基準ビーム成分及び測定ビーム成分のビームずれ差が無いか、または非常に小さくなるように構成することができる。単一の平面ミラーでの基準ビーム及び測定ビームのビームずれは、角度変位干渉計に使用する基準ビーム及び測定ビームに関してゼロになる。２つ以上の直線変位出力ビーム及び角度変位出力ビームは、単一の平面ミラーへの通路において共通の測定ビーム経路を有する。干渉計光学アセンブリは、直線変位干渉計及び角度変位干渉計のそれぞれの基準ビーム光路長及び測定ビーム光路長が、ガラス中で等しい長さになる、かつ／またはガス中で等しい長さになるように構成される。 A single plane mirror can be used as both a reference object and a measurement object when measuring a change in the posture of the object. The reference beam and measurement beam used for angle measurement form a single path to a single plane mirror. The interferometer optics assembly can include either or both of a linear displacement interferometer and an angular displacement interferometer with a very stable configuration. The interferometer optics assembly can be configured so that there is no or very small beam misalignment between the reference beam component and the measurement beam component at one detector or FOP for the beam used for angle measurement. . The beam deviation of the reference and measurement beams on a single plane mirror is zero for the reference and measurement beams used in the angular displacement interferometer. Two or more linear displacement output beams and angular displacement output beams have a common measurement beam path in the path to a single plane mirror. The interferometer optical assembly is such that the respective reference beam path length and measurement beam path length of the linear displacement interferometer and the angular displacement interferometer are equal in glass and / or equal in gas. Configured.
概括すると、一態様において、本発明は装置を特徴とし、この装置はマルチパス（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｐａｓｓ）干渉計を備える。このマルチパス干渉計は複数の反射板を含み、この複数の反射板は、干渉計を通る複数通路に沿って少なくとも２つのビームを反射し、複数の通路は第１組の通路及び第２組の通路を含む。反射板は、反射板により反射されるビームの経路の方向に直交する第１の配向を有する。２つのビームは、第１組の通路の後の複数の反射板の内の一つの反射板上の第１位置の変化に関する情報を供給する。２つのビームは、第２組の通路の後の一つの反射板上の第１位置の変化及び第２位置の変化に関する情報を供給する。ビームの経路は、複数の反射板の内の少なくとも一つの反射板が第１の配向以外の配向を有する場合に、第１組の通路の間及び第２組の通路の間にずれる。干渉計は、第２組の通路の間に生じるずれが第１組の通路の間に生じるずれと相殺するように、第１組の通路の後、かつ第２組の通路の前で、ビームの向きを変える光学系を含む。 In general, in one aspect, the invention features an apparatus that includes a multi-pass interferometer. The multipath interferometer includes a plurality of reflectors that reflect at least two beams along a plurality of paths through the interferometer, the plurality of paths including a first set of paths and a second set of paths. Including passageways. The reflector has a first orientation orthogonal to the direction of the path of the beam reflected by the reflector. The two beams provide information regarding a change in the first position on one of the reflectors after the first set of passages. The two beams provide information regarding the first position change and the second position change on one reflector after the second set of passages. The beam path is deviated between the first set of paths and the second set of paths when at least one of the plurality of reflectors has an orientation other than the first orientation. The interferometer includes a beam after the first set of passages and before the second set of passes so that the shift that occurs between the second set of passes cancels out the shift that occurs between the first set of passes. Including an optical system that changes the orientation of the lens.
装置の実施形態は、次の特徴の内の一つ以上を含むことができる。
光学系は、２つのビームのずれの大きさ及び方向を維持しながらビームの向きを変えるように構成される。光学系により向きを変えられた後の２つのビームの内の一方のビームの伝搬経路は、第１組の通路が終わった後の２つのビームの内の他方のビームの伝搬経路に平行である。反射板は、平面状のの反射面を有する。ビームは、干渉計に対して固定された位置に保持される、複数の反射板の内の一つの反射板の方向に向かって方向付けられる基準ビームを含む。ビームは、干渉計に対して移動可能な、複数の反射板の内の一つの反射板に向かって方向付けられる測定ビームを含む。基準ビーム及び測定ビームの経路によって光路長差が定義され、光路長差の変化は、干渉計に対して移動可能な、複数の反射板の内の一つの反射板の位置の変化を示す。複数の反射板は、第１反射板及び第２反射板を含み、ビームは、第１反射板に方向付けられる第１ビームと、第２反射板に方向付けられる第２ビームとを含み、第１反射板及び第２反射板の各々は、干渉計に対して移動可能である。
Apparatus embodiments can include one or more of the following features.
The optical system is configured to change the direction of the beam while maintaining the magnitude and direction of the deviation between the two beams. The propagation path of one of the two beams after being redirected by the optical system is parallel to the propagation path of the other of the two beams after the first set of paths has ended. . The reflecting plate has a planar reflecting surface. The beam includes a reference beam directed toward the one of the plurality of reflectors held in a fixed position relative to the interferometer. The beam includes a measurement beam directed toward one of the plurality of reflectors movable relative to the interferometer. An optical path length difference is defined by the path of the reference beam and the measurement beam, and the change in the optical path length indicates a change in the position of one of the plurality of reflecting plates that can move with respect to the interferometer. The plurality of reflectors includes a first reflector and a second reflector, and the beam includes a first beam directed to the first reflector and a second beam directed to the second reflector, Each of the first reflector and the second reflector is movable with respect to the interferometer.
第１及び第２ビームの経路によって光路長差が定義され、光路長差の変化は、第１及び第２反射板の相対位置の変化を示す。第１組の通路は２つの通路からなり、各通路の間に、ビームの各々が複数の反射板の内の一つの反射板によって少なくとも１回反射される。第２組の通路は２つの通路からなり、各通路の間に、ビームの各々が複数の反射板の内の一つの反射板によって少なくとも１回反射される。マルチパス干渉計は、入力ビームをビームに分離し、ビームを反射板に向かって方向付けるビームスプリッタを備える。ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含む。光学系は奇数個の反射面を有する。反射面の法線は、共通平面内に在る。反射面は、平面状の反射面を含む。 The optical path length difference is defined by the paths of the first and second beams, and the change in the optical path length difference indicates a change in the relative position of the first and second reflectors. The first set of passages consists of two passages, and between each passage, each of the beams is reflected at least once by one of the reflectors. The second set of passages consists of two passages, and between each passage, each of the beams is reflected at least once by one of the reflectors. The multipath interferometer includes a beam splitter that separates an input beam into beams and directs the beam toward a reflector. The beam splitter includes a polarizing beam splitter. The optical system has an odd number of reflecting surfaces. The normal of the reflecting surface lies in a common plane. The reflective surface includes a planar reflective surface.
光学系によって向きを変えられる各ビームについては、ビームは、各反射面の入射ビームと反射ビームとの間の角度の合計がゼロまたは３６０度の整数倍となるように反射面によって反射され、角度は、入射ビームから反射ビームに向かう方向において測定され、角度は、反時計回りに測定されるときに正の値を有し、時計回りに測定されるときに負の値を有する。 For each beam redirected by the optical system, the beam is reflected by the reflecting surface such that the sum of the angles between the incident beam and the reflected beam on each reflecting surface is zero or an integer multiple of 360 degrees, and the angle Are measured in the direction from the incident beam to the reflected beam, and the angle has a positive value when measured counterclockwise and a negative value when measured clockwise.
干渉計は、ビームが第１組及び第２組の通路を伝搬した後のビームを合成して、干渉計を出て行く重畳ビームを形成する。光学系は、一つの反射面から構成される。光学系は、偶数個の反射面を有する。光学系は、キューブコーナー再帰性反射体を備える。干渉計は、差動平面ミラー干渉計を含む。２つのビームは、異なる周波数を有する。 The interferometer combines the beams after the beams have propagated through the first and second sets of paths to form a superimposed beam that exits the interferometer. The optical system is composed of one reflecting surface. The optical system has an even number of reflecting surfaces. The optical system includes a cube corner retroreflector. The interferometer includes a differential plane mirror interferometer. The two beams have different frequencies.
概括すると、別の態様において、本発明は集積回路をウェハの上に製造する際に使用するリソグラフィシステムを特徴とする。リソグラフィシステムは、重畳ビームの間の光干渉に応答し、ビームの経路間の光路長差を示す干渉信号を生成する検出器を含む。検出器は、光検出器と、増幅器と、アナログ−デジタル変換器とを備える。解析器は、検出器に接続され、干渉信号に基づいてビームの光路長差の変化を見積もる。照射源は、ビームを供給する。 In general, in another aspect, the invention features a lithography system for use in fabricating an integrated circuit on a wafer. The lithography system includes a detector that is responsive to optical interference between the superimposed beams and generates an interference signal indicative of the optical path length difference between the beam paths. The detector includes a photodetector, an amplifier, and an analog-to-digital converter. The analyzer is connected to the detector and estimates a change in the optical path length difference of the beam based on the interference signal. The irradiation source supplies a beam.
概括すると、別の態様において、本発明は、集積回路をウェハの上に製造する際に使用するリソグラフィシステムを特徴とする。このリソグラフィシステムは、ウェハを支持するステージと、空間的にパターン化された照射線をウェハの上に結像する照明システムと、結像した照射線に対するステージの位置を調整するポジショニングシステムと、上述の干渉計装置の内のいずれかとを含む。干渉計装置は、パターン化された照射線に対するステージの位置を測定する干渉計を含む。 In general, in another aspect, the invention features a lithography system for use in fabricating an integrated circuit on a wafer. The lithography system includes a stage that supports a wafer, an illumination system that images a spatially patterned irradiation line onto the wafer, a positioning system that adjusts the position of the stage relative to the imaged irradiation line, and One of the interferometer devices. The interferometer apparatus includes an interferometer that measures the position of the stage relative to the patterned radiation.
概括すると、別の態様において、本発明は集積回路をウェハの上に製造する際に使用するリソグラフィシステムを特徴とする。このリソグラフィシステムは、集積回路が形成されるウェハを支持するステージと、照射源、マスク、ポジショニングシステム、レンズアセンブリ、及び上述の干渉計装置の内のいずれかを含む照明システムとを備える。動作状態において、照射源は、照射線をマスクを通るように方向付けて空間的にパターン化された照射線を生成し、ポジショニングシステムは、照射源からの照射線に対するマスクの位置を調整し、レンズアセンブリは、空間的にパターン化された照射線をウェハの上に結像し、干渉計装置の干渉計を使用してウェハに対するマスクの位置をモニターする。 In general, in another aspect, the invention features a lithography system for use in fabricating an integrated circuit on a wafer. The lithography system includes a stage that supports a wafer on which an integrated circuit is formed, and an illumination system that includes an illumination source, a mask, a positioning system, a lens assembly, and any of the interferometer devices described above. In the operating state, the irradiation source directs the irradiation beam through the mask to generate a spatially patterned irradiation beam, and the positioning system adjusts the position of the mask relative to the irradiation beam from the irradiation source; The lens assembly images the spatially patterned radiation onto the wafer and monitors the position of the mask relative to the wafer using the interferometer of the interferometer apparatus.
概括すると、別の態様において、本発明は、リソグラフィマスクを製造する際に使用するリソグラフィシステムを特徴とする。このリソグラフィシステムは、書込みビームを照射してリソグラフィマスクにパターンを形成する照射源と、リソグラフィマスクを支持するステージと、書込みビームをリソグラフィマスクへと方向付けるビーム方向付けアセンブリと、ステージ及びビーム方向付けアセンブリを互いに対して位置決めするポジショニングシステムと、上述の干渉計装置の内のいずれかとを備える。干渉計装置は、ビーム方向付けアセンブリに対するステージの位置を測定する干渉計を含む。 In general, in another aspect, the invention features a lithography system for use in manufacturing a lithography mask. The lithography system includes an irradiation source that irradiates a writing beam to form a pattern on a lithography mask, a stage that supports the lithography mask, a beam directing assembly that directs the writing beam to the lithography mask, and a stage and beam directing A positioning system for positioning the assemblies relative to each other and any of the interferometer devices described above. The interferometer apparatus includes an interferometer that measures the position of the stage relative to the beam directing assembly.
集積回路は、上述のリソグラフィシステムの内のいずれかを使用して、ウェハを支持し、空間的にパターン化された照射線をウェハの上に結像し、結像した照射線に対するステージの位置を調整することによって製造することができ、この場合干渉計を使用してステージの位置を測定する。 The integrated circuit uses any of the lithography systems described above to support the wafer, image a spatially patterned irradiation line on the wafer, and position the stage relative to the imaged irradiation line In this case, an interferometer is used to measure the position of the stage.
集積回路は、上述のリソグラフィシステムの内のいずれかを使用して、ウェハを支持し、照射源からの照射線をマスクを通るように方向付けてウェハ上への空間的にパターン化された照射線を生成し、照射源からの照射線に対するマスクの位置を調整し、空間的にパターン化された照射線をウェハの上に結像することにより製造することができる。リソグラフィシステムの干渉計を使用してウェハに対するマスクの位置を測定する。 The integrated circuit uses any of the lithographic systems described above to support the wafer and direct the irradiation from the irradiation source through the mask to spatially patterned irradiation onto the wafer. It can be manufactured by generating a line, adjusting the position of the mask relative to the irradiation line from the irradiation source and imaging the spatially patterned irradiation line on the wafer. The position of the mask relative to the wafer is measured using the interferometer of the lithography system.
リソグラフィマスクは、上述のリソグラフィシステムの内のいずれかを使用して、リソグラフィマスクを支持し、書込みビームをリソグラフィマスクに供給し、ステージ及びビーム方向付けアセンブリを互いに対して位置決めすることにより製造することができる。リソグラフィシステムの干渉計を使用してビーム方向付けアセンブリに対するステージの位置を測定する。 The lithographic mask is manufactured by using any of the lithographic systems described above to support the lithographic mask, supply a write beam to the lithographic mask, and position the stage and beam directing assembly relative to each other. Can do. The position of the stage relative to the beam directing assembly is measured using the interferometer of the lithography system.
概括すると、別の態様において、本発明は方法を特徴とし、この方法は、第１測定ビームを、干渉計を通る第１組の通路に沿って測定対象物上の第１領域に方向付けること、第１基準ビームを、干渉計を通る第１組の通路に沿って基準物体に方向付けること、第１測定ビーム及び第１基準ビームが第１組の通路を終えた後、第１測定ビーム及び第１基準ビームを合成して第１出力ビームを生成すること、測定対象物上の第１領域の位置の変化を求めること、光学系を使用して第１測定ビームの一部を方向付けて第２測定ビームを形成すること、光学系を使用して第１基準ビームの一部を方向付けて第２基準ビームを形成すること、第２測定ビームを、干渉計を通る第２組の通路に沿って測定対象物上の第２領域に方向付けること、第２基準ビームを、干渉計を通る第２組の通路に沿って基準物体に方向付けること、第２測定ビーム及び第２基準ビームが第２組の通路を終えた後、第２測定ビーム及び第２基準ビームを合成して第２出力ビームを生成すること、測定対象物上の第２領域の位置の変化を求めることを含む。測定対象物に入射する第１及び第２測定ビームの経路の方向に対する測定対象物の回転によって、第１組の通路の間に第１測定ビームにビームずれが生じ、第２組の通路の間に第２測定ビームにビームずれが生じる。光学系は、第１測定出力ビーム及び第１基準出力ビームの一部の向きを変えることによって、第２組の通路の間に第２測定ビームに生じるずれが第１組の通路の間に第１測定ビームに生じるずれと相殺するように構成される。 In general, in another aspect, the invention features a method that directs a first measurement beam to a first region on a measurement object along a first set of paths through an interferometer. Directing the first reference beam to a reference object along a first set of paths through the interferometer; after the first measurement beam and the first reference beam have finished the first set of paths, the first measurement beam And combining the first reference beam to generate a first output beam, determining a change in position of the first region on the measurement object, and directing a portion of the first measurement beam using an optical system Forming a second measurement beam, directing a portion of the first reference beam using an optical system to form a second reference beam, and passing the second measurement beam through a second set of interferometers. Directing the second area on the object to be measured along the path; Directing the system along the second set of paths through the interferometer to the reference object, after the second measurement beam and the second reference beam have finished the second set of paths, the second measurement beam and the second reference Combining the beams to generate a second output beam, and determining a change in position of the second region on the measurement object. The rotation of the measurement object relative to the direction of the path of the first and second measurement beams incident on the measurement object causes a beam shift in the first measurement beam between the first set of paths, and between the second set of paths. Therefore, a beam shift occurs in the second measurement beam. The optical system changes the orientation of a portion of the first measurement output beam and the first reference output beam, so that a shift that occurs in the second measurement beam between the second set of paths is reduced between the first set of paths. It is configured to cancel out the deviation that occurs in one measurement beam.
方法は、異なる装置に関連する形で上に記載された特徴の内のいずれかに対応する別の特徴を更に含む。
概括すると、別の態様において、本発明は、集積回路をウェハの上に製造する際に使用するリソグラフィ法を特徴とする。このリソグラフィ法は、ウェハを移動可能なステージの上に支持すること、空間的にパターン化された照射線をウェハの上に結像すること、結像した照射線に対するステージの位置を調整すること、結像した照射線に対するステージの位置を上述の干渉計動作方法のいずれかを使用してモニターすることを含む。
The method further includes another feature corresponding to any of the features described above in connection with different devices.
In general, in another aspect, the invention features a lithographic method for use in fabricating an integrated circuit on a wafer. This lithographic method supports the wafer on a movable stage, images the spatially patterned radiation on the wafer, and adjusts the position of the stage relative to the imaged radiation. Monitoring the position of the stage relative to the imaged radiation using any of the interferometer operating methods described above.
概括すると、別の態様において、本発明は、集積回路の製造に使用するリソグラフィ法を特徴とする。このリソグラフィ法は、入力照射線をマスクを通るように方向付けて空間的にパターン化された照射線を生成すること、マスクを入力照射線に対して位置決めすること、入力照射線に対するマスクの位置を上述の干渉計動作方法のいずれかを使用してモニターすること、空間的にパターン化された照射線をウェハの上に結像することを含む。 In general, in another aspect, the invention features a lithographic method for use in the manufacture of an integrated circuit. The lithography method directs the input radiation through the mask to produce a spatially patterned radiation, positioning the mask with respect to the input radiation, and the position of the mask relative to the input radiation. Monitoring using any of the interferometer operating methods described above, and imaging a spatially patterned illumination line on the wafer.
概括すると、別の態様において、本発明は、集積回路をウェハの上に製造するリソグラフィ法を特徴とする。このリソグラフィ法は、リソグラフィシステムの第１構成要素をリソグラフィシステムの第２構成要素に対して位置決めしてウェハを空間的にパターン化された照射線で露光すること、第２構成要素に対する前記第１構成要素の位置を上述の干渉計動作方法のいずれかを使用してモニターすることを含む。 In general, in another aspect, the invention features a lithographic method of manufacturing an integrated circuit on a wafer. The lithographic method includes positioning a first component of a lithography system relative to a second component of the lithography system to expose the wafer with spatially patterned irradiation radiation, the first to the second component. Monitoring the position of the component using any of the interferometer operating methods described above.
概括すると、別の態様において、本発明は、リソグラフィマスクの製造に使用するリソグラフィ法を特徴とする。このリソグラフィ法は、書込みビームを基板へと方向付けて基板にパターンを形成すること、基板を書込みビームに対して位置決めすること、書込みビームに対する基板の位置を上述の干渉計動作方法のいずれかを使用してモニターすることを含む。 In general, in another aspect, the invention features a lithographic method for use in the manufacture of a lithographic mask. This lithographic method involves directing the write beam toward the substrate to form a pattern on the substrate, positioning the substrate relative to the write beam, and positioning the substrate relative to the write beam by any of the interferometer operating methods described above. Including using and monitoring.
概括すると、別の態様において、本発明は、複数の自由度に関する測定対象物の位置の変化を測定する多軸干渉計を備える装置を特徴とする。この干渉計は入力ビームを受信し、測定対象物上の第１ポイントの近傍の測定対象物への第１及び第２通路を形成するように、入力ビームから生成される第１測定ビームを方向付け、次に、第１測定ビームを入力ビームから生成される第１基準ビームと合成して測定対象物上の第１ポイントまでの距離の変化に関する情報を含む第１出力ビームを生成するように構成される。干渉計は更に、測定対象物上の第２ポイントの近傍の測定対象物への第１及び第２通路を形成するように、入力ビームから生成される第２測定ビームを方向付け、次に、第２測定ビームを入力ビームから生成される第２基準ビームと合成して測定対象物上の第２ポイントまでの距離の変化に関する情報を含む第２出力ビームを生成するように構成される。干渉計は、測定対象物上の測定ビームの入射によって定義される平面内で第１出力ビームの一部を奇数回反射して副入力ビームを形成するように配置された折返し光学系を備る。第２測定ビーム及び第２基準ビームは、副入力ビームから生成される。 In general, in another aspect, the invention features an apparatus that includes a multi-axis interferometer that measures changes in the position of a measurement object with respect to multiple degrees of freedom. The interferometer receives the input beam and directs the first measurement beam generated from the input beam to form first and second paths to the measurement object in the vicinity of the first point on the measurement object. And then combining the first measurement beam with a first reference beam generated from the input beam to generate a first output beam that includes information regarding the change in distance to the first point on the measurement object. Composed. The interferometer further directs a second measurement beam generated from the input beam to form first and second paths to the measurement object in the vicinity of the second point on the measurement object, and then The second measurement beam is configured to be combined with a second reference beam generated from the input beam to generate a second output beam that includes information regarding a change in distance to a second point on the measurement object. The interferometer comprises a folding optical system arranged to reflect a portion of the first output beam an odd number of times in a plane defined by the incidence of the measurement beam on the measurement object to form a secondary input beam. . The second measurement beam and the second reference beam are generated from the secondary input beam.
装置の実施形態は、次の特徴の一つ以上を含むことができる。
干渉計は、異なるビームをビームのそれぞれの経路に沿って方向付ける偏光ビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタと基準物体との間に位置する第１の１／４波長板、及び偏光ビームスプリッタと測定対象物との間に位置する第２の１／４波長板を備える。基準物体は、入射ビーム部分に対して実質的に垂直に配向する平面ミラーを含む。折返し光学系は、非偏光ビームスプリッタを備え、この非偏光ビームスプリッタは、第１出力ビームの一部を分離して副入力ビームを形成し、副入力ビームを非偏光ビームスプリッタに戻るように方向付けて第２測定ビーム及び第２基準ビームを生成するように配置される。折返し光学系は、副入力ビームを非偏光ビームスプリッタから偏光ビームスプリッタへと方向付けるように配置された複数の反射面を有し、非偏光ビームスプリッタ及び複数の反射面は、第２入力ビームが偏光ビームスプリッタに達する前に第２入力ビームを奇数回反射する。非偏光ビームスプリッタは、第１出力ビームを反射して副入力ビームを生成し、複数の反射面は、副入力ビームを偶数回反射する。装置は、第１出力ビームを検出器に入力する第１光ファイバピックアップ及び第２出力ビームを検出器に入力する第２光ファイバピックアップを備える。
Apparatus embodiments can include one or more of the following features.
The interferometer includes a polarizing beam splitter that directs different beams along respective paths of the beam, a first quarter wave plate positioned between the polarizing beam splitter and a reference object, and the polarizing beam splitter and the measurement object. 2nd quarter wave plate located between these. The reference object includes a plane mirror that is oriented substantially perpendicular to the incident beam portion. The folding optical system includes a non-polarizing beam splitter that separates a portion of the first output beam to form a secondary input beam and directs the secondary input beam back to the non-polarizing beam splitter. In addition, it is arranged to generate a second measurement beam and a second reference beam. The folded optical system has a plurality of reflecting surfaces arranged to direct the secondary input beam from the non-polarizing beam splitter to the polarizing beam splitter, and the non-polarizing beam splitter and the plurality of reflecting surfaces have the second input beam The second input beam is reflected an odd number of times before reaching the polarizing beam splitter. The non-polarizing beam splitter reflects the first output beam to generate a secondary input beam, and the plurality of reflecting surfaces reflect the secondary input beam an even number of times. The apparatus includes a first optical fiber pickup that inputs a first output beam to a detector and a second optical fiber pickup that inputs a second output beam to the detector.
概括すると、別の態様において、本発明は、集積回路をウェハの上に製造する際に使用するリソグラフィシステムを特徴とする。このリソグラフィシステムは、ウェハを支持するステージと、空間的にパターン化された照射線をウェハの上に結像する照明システムと、結像した照射線に対するステージの位置を調整するポジショニングシステムと、結像した照射線に対するウェハの位置をモニターする上述の干渉計装置の内のいずれかとを備える。 In general, in another aspect, the invention features a lithography system for use in fabricating an integrated circuit on a wafer. The lithography system includes a stage that supports a wafer, an illumination system that images a spatially patterned irradiation line on the wafer, and a positioning system that adjusts the position of the stage relative to the imaged irradiation line. Any of the interferometer devices described above for monitoring the position of the wafer relative to the imaged radiation.
概括すると、別の態様において、本発明は、集積回路をウェハの上に製造する際に使用するリソグラフィシステムを特徴とする。このリソグラフィシステムは、ウェハを支持するステージと、照射源、マスク、ポジショニングシステム、レンズアセンブリ、及び上述の干渉計装置の内のいずれかを含む照明システムとを備える。動作状態において、照射源は、照射線をマスクを通るように方向付けて空間的にパターン化された照射線を生成し、ポジショニングシステムは、照射源からの照射線に対するマスクの位置を調整し、レンズアセンブリは、空間的にパターン化された照射線をウェハの上に結像し、干渉計装置の干渉計は、照射源からの照射線に対するマスクの位置をモニターする。 In general, in another aspect, the invention features a lithography system for use in fabricating an integrated circuit on a wafer. The lithography system includes a stage that supports a wafer and an illumination system that includes any of an illumination source, mask, positioning system, lens assembly, and interferometer apparatus described above. In the operating state, the irradiation source directs the irradiation beam through the mask to generate a spatially patterned irradiation beam, and the positioning system adjusts the position of the mask relative to the irradiation beam from the irradiation source; The lens assembly images a spatially patterned illumination line onto the wafer, and the interferometer of the interferometer apparatus monitors the position of the mask relative to the illumination line from the illumination source.
概括すると、別の態様において、本発明は、リソグラフィマスクを製造する際に使用するビーム書込みシステムを特徴とする。このシステムは、書込みビームを照射して基板にパターンを形成する照射源と、基板を支持するステージと、書込みビームを基板に供給するビーム方向付けアセンブリと、ステージ及びビーム方向付けアセンブリを互いに対して位置決めするポジショニングシステムと、ビーム方向付けアセンブリに対するステージの位置をモニターする上述の干渉計装置の内のいずれかとを備える。 In general, in another aspect, the invention features a beam writing system for use in fabricating a lithographic mask. The system includes an illumination source that irradiates a writing beam to form a pattern on a substrate, a stage that supports the substrate, a beam directing assembly that supplies the writing beam to the substrate, and the stage and beam directing assembly relative to each other. A positioning system for positioning and any of the interferometer devices described above for monitoring the position of the stage relative to the beam directing assembly.
特別に定義しない限り、本明細書に使用する全ての技術的及び科学的用語は本発明が属する技術分野の当業者が共通して理解するのと同じ意味を有するものとする。刊行物、特許出願、特許、及び本明細書において参照されることにより本発明の開示に組み入れられる上述の他の参考文献と相容れない事態が生じる場合には、定義を含む本明細書が優先する。 Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In the event of a conflict in a published article, patent application, patent and other reference mentioned above that is incorporated into the present disclosure by reference, the present specification, including definitions, will prevail.
本発明の一つ以上の実施形態についての詳細は、添付の図面及び以下の記載に開示される。本発明の他の特徴、目的及び利点は記載及び図面から、そして請求項から明らかになるであろう。 The details of one or more embodiments of the invention are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects, and advantages of the invention will be apparent from the description and drawings, and from the claims.
なお、種々の図面における同様な参照符号は同様な素子を示す。 Like reference symbols in the various drawings indicate like elements.
本発明の実施形態は、一つ以上の直線変位干渉計及び一つ以上の角度変位干渉計を含む干渉計アセンブリを備える。干渉計アセンブリは、単一の、すなわち集積光学アセンブリを含むことができる。直線変位干渉計は、高安定性平面ミラー干渉計（Ｈｉｇｈ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｐｌａｎｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＨＳＰＭＩ）または差動平面ミラー干渉計（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｌａｎｅ Ｍｉｒｒｏｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＤＰＭＩ）等のダブルパス（２通路）干渉計を含む。角度変位干渉計は、平面ミラー干渉計を含み、この平面ミラー干渉計においては、単一の平面ミラーが、角度測定干渉計の基準ビーム対象物及び測定ビーム対象物の両方として機能する。干渉計アセンブリの実施形態は、干渉計アセンブリが一つ以上の直線変位干渉計及び一つ以上の角度変位干渉計を含む態様で記載される。 Embodiments of the invention comprise an interferometer assembly that includes one or more linear displacement interferometers and one or more angular displacement interferometers. The interferometer assembly can include a single or integrated optical assembly. The linear displacement interferometer includes a double-pass (two-pass) interferometer such as a high stability plane mirror interferometer (HSPMI) or a differential plane mirror interferometer (DPMI). The angular displacement interferometer includes a plane mirror interferometer in which a single plane mirror functions as both the reference beam object and the measurement beam object of the angle measurement interferometer. Embodiments of the interferometer assembly are described in a manner in which the interferometer assembly includes one or more linear displacement interferometers and one or more angular displacement interferometers.
図１を参照すると、干渉計アセンブリ１０は、単一のアセンブリに設けられた高安定性平面ミラー干渉計（ＨＳＰＭＩ）及び４通路直線変位干渉計を含んでいる。入力ビーム１４は、第１のＨＳＰＭＩを通る２つの通路を形成して、オーバーラップする出力ビーム３０のペアを形成する。出力ビーム３０の一部の位相を測定して、ある位置での測定ミラー１２の変位Ｘ１の変化を得る。出力ビーム３０の一部を第２のＨＳＰＭＩへの入力ビームとして使用して４通路干渉計を形成する。４通路干渉計は変位Ｘ１＋Ｘ２の変化を測定するが、この場合Ｘ２は第２位置での測定ミラー１２の変位である。変位Ｘ１及びＸ２を使用して基準ポイントに対するミラー１２の直線移動及び回転移動を測定する。反射板アセンブリ２８（破線で囲まれている）が、ミラー１２の傾きにより生じる測定ビーム及び基準ビームのビームずれを小さくするので、変位Ｘ２の変化をより高精度に測定できる。
Referring to FIG. 1, an interferometer assembly 10 includes a high stability plane mirror interferometer (HSPMI) and a four-pass linear displacement interferometer provided in a single assembly. The input beam 14 forms two paths through the first HSPMI to form a pair of overlapping output beams 30. A phase of a part of the
入力ビーム１４は、ヘテロダイン検出に十分な小さな周波数差を有する直交直線偏光成分を有するように構成される。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１６はビーム分離面８２を含み、この分離面は、ポイントＰ５で入力ビーム１４の直交成分を基準ビーム２０及び測定ビーム１８に分離する。基準ビーム２０及び測定ビーム１８は干渉計アセンブリを通る２つの通路を形成し、ＰＢＳ１６を出て射出ビーム３０を形成する。
The input beam 14 is configured to have orthogonal linear polarization components with a frequency difference small enough for heterodyne detection. Polarization beam splitter (PBS) 16 includes a beam separation surface 82 that separates the orthogonal component of input beam 14 into
測定ビーム１８（面８２を透過する）は、ほとんどが入射面に平行な方向に偏光される。ここで、入射面は図１の紙面に平行である。基準ビーム２０（面８２により反射される）は、ほとんどが入射面に直交する方向に偏光される。 The measurement beam 18 (transmitting through the surface 82) is mostly polarized in a direction parallel to the entrance surface. Here, the incident surface is parallel to the paper surface of FIG. The reference beam 20 (reflected by the surface 82) is mostly polarized in a direction perpendicular to the entrance surface.
基準ビーム２０は、基準ミラー２６に衝突する第１基準経路に沿って伝搬する。測定ビーム１８は、測定ミラー１２に衝突する第１測定経路に沿って伝搬する。基準ミラー及び測定ミラーは、共に平面ミラーである。図において、ビームは、ビームが伝搬する経路にオーバーラップするので、ビーム及び経路は同じ線で描かれている。測定ミラー１２は、対象物（例えばリソグラフィステージ）に取り付けることができる。
The
以下、測定ビーム１８及び基準ビーム２０がポイントＰ５で分離された後にこれらのビームが出力ビーム３０として再合成されるまでのこれらのビームが伝搬する経路について説明する。図１の説明においては、測定ミラー１２及びＰＢＳ１６を初期状態において位置合わせしてミラー１２の表面がビーム分離面８２に対して４５度傾くように配置されると仮定する。
Hereinafter, a path through which these beams propagate after the measurement beam 18 and the
ポイントＰ５で面８２により反射された後、基準ビーム２０は、出力ビーム３０の成分としてＰＢＳ１６を出る前に、干渉計アセンブリ１０を通る２つの通路を形成する。第１通路の間、基準ビーム２０はミラー２６に向かって伝搬し、１／４波長板５２を通過し、ポイントＰ９でミラー２６により反射される。基準ビーム２６は１／４波長板５２の２回目の通過を行ない、再帰性反射体２２に向かって伝搬し、ポイントＰ１３及びＰ１４で再帰性反射体２２により反射される。
After being reflected by surface 82 at point P5,
第２通路の間、基準ビーム２６はミラー２６に向かって伝搬し、１／４波長板５２の３回目の通過を行ない、ポイントＰ１０でミラー２６により反射される。基準ビーム２６は１／４波長板５２の４回目の通過を行ない、面８２に向かって伝搬し、ポイントＰ６で面８２により反射され、次に検出器２４に向かって伝搬して出力ビーム３０の成分を形成する。
During the second path, the
ポイントＰ５で面８２を通過した後、測定ビーム２０は、出力ビーム３０の成分としてＰＢＳ１６を出る前に干渉計アセンブリ１０を通る２つの通路を形成する。第１通路の間、測定ビーム１８は、ミラー１２に向かって伝搬し、１／４波長板５４を通過し、ポイントＰ１でミラー１２により反射される。測定ビーム１８は、１／４波長板５４の２回目の通過を行ない、ポイントＰ５で面８２により反射される。測定ビーム１８は、再帰性反射体２２に向かって伝搬し、ポイントＰ１３及びＰ１４で再帰性反射体２２により反射される。
After passing through surface 82 at point P5,
第２通路の間、測定ビーム１８は、面８２に向かって伝搬し、ポイントＰ６で面８２により反射され、ミラー１２に向かって伝搬する。測定ビーム１８は、１／４波長板５４の３回目の通過を行ない、ポイントＰ２でミラー１２により反射される。測定ビーム１８は、１／４波長板５４の４回目の通過を行ない、ポイントＰ６で面８２を通過し、次に検出器２４に向かって伝搬して出力ビーム３０の成分となる。
During the second path, the measurement beam 18 propagates towards the surface 82, is reflected by the surface 82 at point P6, and propagates towards the mirror 12. The measurement beam 18 passes through the quarter-wave plate 54 for the third time and is reflected by the mirror 12 at the point P2. The measurement beam 18 passes through the quarter-wave plate 54 for the fourth time, passes through the surface 82 at point P6, and then propagates toward the detector 24 to become a component of the
測定ビーム１８及び基準ビーム２０は、ＰＢＳ１６を出た後、オーバーラップする（重畳する）出力ビーム３０を形成し、このビーム３０は検出器２４に向かって伝搬する。非偏光ビームスプリッタ３６は、ビーム３０をビーム３２及びビーム３４に分離する。ビーム３２は、偏光子６２を通過し、検出器２４によって検出される。測定ミラー１２がポジション３８から別のポジション４０に移動すると、第１基準経路と第１測定経路との間の光路長差が変化することになって検出器２４によって検出される重畳射出ビーム３２の干渉の変化となって現れる。次に解析器がポジションΔ1の物理変化を光路長差の変化に基づいて計算する。Δ1は、ＰＢＳ１６に対するミラー１２上のポイントＰ１及びＰ２のポジション変化の平均を表わす。
The measurement beam 18 and the
ビームスプリッタ３６は、ビーム３０を受信し、かつビーム３０の一部の向きを変えてビーム４２とする反射板アセンブリ２８の一部である。ビーム４２は、第２のＨＳＰＭＩの入力ビームとなる。ビーム４２は、ポイントＰ７でビーム分離面８２により基準ビーム４４及び測定ビーム４６に分離される。基準ビーム４４は、基準ミラー２６に衝突する第２基準経路に沿って伝搬し、測定ビーム４６は測定ミラー１２に衝突する第２測定経路に沿って伝搬する。以下、測定ビーム４６及び基準ビーム４４がポイントＰ７で分離された後にこれらのビームが出力ビーム４８として再合成されるまで測定ビーム４６及び基準ビーム４４が伝搬する経路について説明する。
ポイントＰ７で面８２により反射された後、基準ビーム４４は、ＰＢＳ１６を出力ビーム４８の成分として出て行く前に、干渉計アセンブリ１０を通る２つの更なる通路を形成する。第３通路の間、基準ビーム４４は、ミラー２６に向かって伝搬し、１／４波長板５２を通過し、ポイントＰ１２でミラー２６により反射される。基準ビーム４４は、１／４波長板５２の２回目の通過を行ない、再帰性反射体２２に向かって伝搬し、ポイントＰ１６及びＰ１５で再帰性反射体５６により反射される。
After being reflected by surface 82 at point P7, reference beam 44 forms two further paths through interferometer assembly 10 before leaving
第４通路の間、基準ビーム４４は、ミラー２６に向かって伝搬し、１／４波長板５２の３回目の通過を行ない、ポイントＰ１１でミラー２６により反射される。基準ビーム４４は、１／４波長板５２の４回目の通過を行ない、面８２に向かって伝搬し、ポイントＰ８で面８２により反射され、次に検出器５０に向かって伝搬し、出力ビーム４８の成分となる。
During the fourth path, the reference beam 44 propagates toward the
ポイントＰ７で面８２を通過した後、測定ビーム４６は、ＰＢＳ１６を出力ビーム４８の成分として出て行く前に、干渉計アセンブリ１０を通る２つの更なる通路を形成する。第３通路の間、測定ビーム４６は、ミラー１２に向かって伝搬し、１／４波長板５４を通過し、ポイントＰ４でミラー１２により反射される。測定ビーム１８は、１／４波長板５４の２回目の通過を行ない、ポイントＰ７で面８２により反射される。測定ビーム１８は、再帰性反射体５６に向かって伝搬し、ポイントＰ１６及びＰ１５で再帰性反射体５６により反射される。
After passing through surface 82 at point P7, measurement beam 46 forms two additional paths through interferometer assembly 10 before exiting
第４通路の間、測定ビーム１８は、面８２に向かって伝搬し、ポイントＰ８で面８２により反射され、ミラー１２に向かって伝搬する。測定ビーム１８は、１／４波長板５４の３回目の通過を行ない、ポイントＰ３でミラー１２により反射される。測定ビーム１８は、１／４波長板５４の４回目の通過を行ない、ポイントＰ８で面８２を通過し、次に検出器５０に向かって伝搬し、出力ビーム４８の成分となる。 During the fourth path, the measurement beam 18 propagates towards the surface 82, is reflected by the surface 82 at point P8, and propagates towards the mirror 12. The measurement beam 18 passes through the quarter-wave plate 54 for the third time, and is reflected by the mirror 12 at the point P3. The measurement beam 18 passes through the quarter-wave plate 54 for the fourth time, passes through the surface 82 at point P8, then propagates toward the detector 50, and becomes a component of the output beam 48.
測定ビーム４６及び基準ビーム４４は、ＰＢＳ１６を出た後に、第２のＨＳＰＭＩの重畳出力ビーム４８を形成し、この出力ビームは検出器５０に向かって伝搬する。ビーム４８は偏光子６４を通過し、検出器５０により検出される。測定ミラー１２がポジション３８からポジション４０に移動すると、（第１基準経路と第１測定経路との間の光路長差の変化に加えて）第２基準経路と第２測定経路との間の光路長差が変化して、検出器５０が検出する重畳射出ビーム４８の干渉の変化となって現われる。次に、解析器が、光路長差の変化に基づいてΔ＝Δ1＋Δ2の物理変化を計算する。ポジションΔ2の変化は、ΔからΔ1を差し引くことによって得られる。Δ2は、ＰＢＳ１６に対するミラー１２上のポイントＰ３及びＰ４のポジション変化の平均を表わす。
The measurement beam 46 and the reference beam 44 form a second superposed output beam 48 of HSPMI after exiting the
Δ1及びΔ2を測定して（Δ1＋Δ2）／２を計算することにより、ＰＢＳ１６に対するミラー１２の平均直線移動を求めることができる。（Δ1−Δ2）を計算することにより回転移動を求めることもでき、この（Δ1−Δ2）は、Ｐ１及びＰ２の中点とＰ３及びＰ４の中点との間の距離で除算すると、ＰＢＳ１６に対するミラー１２の回転角に概ね等しくなる。
By measuring Δ 1 and Δ 2 and calculating (Δ 1 + Δ 2 ) / 2, the average linear movement of the mirror 12 relative to the
図２に示すように、ミラー１２がポジション５８から別のポジション６０に回転すると、相対ずれδ１が出力ビーム３２の２つの成分（測定ビーム１８及び基準ビーム２０）の間に生じる。反射板アセンブリ２８は、ビーム３４の向きを変えてビーム４２を形成する。相対ずれδ２がビーム４２の２つの成分（後でビーム４４及び４６になる）の間に生じる。反射板アセンブリ２８は、相対ずれδ２が実質的に相対ずれδ１と同じになるように構成される。ビーム４２の基準ビームと測定ビームとの間のずれの方向も実質的にビーム４２の基準ビームと測定ビームとの間の方向と同じになる。
As shown in FIG. 2, when the mirror 12 rotates from position 58 to another position 60, a relative deviation δ1 occurs between the two components of the output beam 32 (measurement beam 18 and reference beam 20). The
ポイントＰ７を通過した後、測定ビーム４６は、ＰＢＳ１６を通過する２つの第３及び第４の通路を形成する。測定ビーム４６と理想測定経路（ミラー１２がポジション５８に位置する場合に測定ビームが伝搬する経路）との間のずれを追跡すると、第１及び第２通路の間に生じたずれが、測定ビームが干渉計システム１０を通過する第３及び第４通路を形成する際に相殺されることがわかる。
After passing through point P7, the measurement beam 46 forms two third and fourth passages through the
干渉計システム１０を使用する利点は、ミラー１２が傾いているとき、第２のＨＳＰＭＩからの出力ビーム４８の成分の相対ビームずれ（またはビームずれ差）がゼロになることである。（ミラー１２が傾いていないときの着目するビーム経路に対する）第２のＨＳＰＭＩからの出力ビーム４８の成分の全体的な相対ビームずれもゼロになる。第１のＨＳＰＭＩにおける出力ビーム３０を構成する２つの成分は平行である。第２のＨＳＰＭＩにおける出力ビーム４８を構成する２つの成分も平行である。
An advantage of using the interferometer system 10 is that when the mirror 12 is tilted, the relative beam shift (or beam shift difference) of the component of the output beam 48 from the second HSPMI is zero. The overall relative beam shift of the component of the output beam 48 from the second HSPMI (relative to the beam path of interest when the mirror 12 is not tilted) is also zero. The two components constituting the
以下、反射板アセンブリ２８の構成について説明する。ビームスプリッタ３６に加えて、反射板アセンブリ２８は、反射板６６及び６８を含む。ビームスプリッタ３６及び反射板６６，６８は、幾つかの異なる構成となるように配置することができる。図３及び４は、反射板アセンブリ２８に適する構成例を示している。ビームスプリッタ３６及び反射板６６，６８は、入射ビームと反射ビームとの間の角度の合計がゼロまたは３６０度の整数倍となるように配置される。
Hereinafter, the configuration of the
例えば、ビーム３０がビームスプリッタ３６によって反射されてビーム３４となり、このビーム３４は反射板６６によって反射されてビーム７０となり、このビーム７０は反射板６８によって反射されてビーム４２となる。図２において、角度αは負の値を有し（ビーム３０からビーム３４に向かう時計回り方向を表わす）、角度βは正の値を有し（ビーム３４からビーム７０に向かう反時計回り方向を表わす）、角度γは正の値を有する。ビームスプリッタ３６及び反射板６６，６８はα＋β＋γ＝０となるように配置される。
For example, the
図３において、角度α，β及びγは、負の値を有する（ミラーの入射ビームから反射ビームに向かう時計回り回転を表わす）。ビームスプリッタ３６及び反射板６６，６８は、α＋β＋γ＝３６０度となるように配置される。ミラーは、角度α，β及びγの合計がゼロまたは３６０度になる限り、異なる構成に配置することができる。
In FIG. 3, the angles α, β and γ have negative values (representing a clockwise rotation from the incident beam to the reflected beam of the mirror). The
図３及び４において、ビームスプリッタ及び反射板は、共通平面（図３及び４の平面）内に在る法線を有する。一般的に、ビームスプリッタ及び反射板の法線が共通平面内に無いが、測定ミラーの傾きによって生じるずれを補償するように、反射板アセンブリを設計することができる。例えば図５において、反射板アセンブリ８０は、ミラービームスプリッタ３６、反射板６６，６８、及び合計６つの反射面を有するキューブコーナー再帰性反射体７２を含む（再帰性反射体の反射面の法線は、共通平面内に無い）。
3 and 4, the beam splitter and the reflector have normals that lie in a common plane (the plane of FIGS. 3 and 4). In general, the normals of the beam splitter and reflector are not in a common plane, but the reflector assembly can be designed to compensate for the deviation caused by the tilt of the measurement mirror. For example, in FIG. 5, reflector assembly 80 includes a
ビームスプリッタ３６及び反射板６６，６８は、ビーム７４（ビームスプリッタ３６及び反射板６６，６８による反射の後に形成される）がビーム３０に平行になり、かつビーム３０及び７４の両方が同じ方向に伝搬するように配置される。再帰性反射体７２は、ビーム７４の向きを変えてビーム４２とする。ビーム４２はビーム３０に平行であるが、反対方向に伝搬する。反射板アセンブリ８０は、図３又は４の反射板アセンブリ２８と同じ変換特性を有するので、ビーム４２のビームずれの大きさ及び方向がビーム３０のビームずれの大きさ及び方向と同じになる。
図１〜４に示す例では、反射板アセンブリ２８は、３つの平面反射面を含む（１つはビームスプリッタ３６に、２つは反射板６６及び６８に含まれる）。他の例では、別の奇数個（３よりも大きい）の平面反射板も使用することができる。共通平面内に法線を有するビームスプリッタ及び反射板による奇数回の反射によって、測定ミラーの傾きによって生じる反射板アセンブリへの入射ビーム間のずれの方向及び大きさが、反射板アセンブリにより反射されたビーム間のずれの方向及び大きさと同じになる。
In the example shown in FIGS. 1-4, the
図１〜５に示す反射板アセンブリは、測定ミラーの任意の回転、すなわち互いに直交し、かつ測定ミラーの法線に直交する２つの軸の内のいずれかの回りの回転により生じるビームずれを補償することができる。測定ミラーの傾きに起因するずれの大きさ及び方向に関係なく、第１及び第２通路の間に測定ビームに生じるずれは、第３及び第４通路の間に測定ビームに生じるずれにより相殺されることになる。 The reflector assembly shown in FIGS. 1-5 compensates for beam misalignment caused by any rotation of the measurement mirror, ie, rotation about one of two axes that are orthogonal to each other and orthogonal to the normal of the measurement mirror. can do. Regardless of the magnitude and direction of the deviation due to the tilt of the measurement mirror, the deviation that occurs in the measurement beam between the first and second paths is offset by the deviation that occurs in the measurement beam between the third and fourth paths. Will be.
上述した干渉計システムの変形例は、干渉計アセンブリまたは単一の干渉計アセンブリ内において追加の直線変位干渉計及び角度変位干渉計を含むことにより、３つ以上の自由度を測定する干渉計システムを構成することができ、この構成の干渉計システムでは、追加の干渉計の出力ビームは、それぞれの検出器／ＦＯＰにおけるビームずれ差をゼロにするか、或いは小さくする。干渉計システムの変形例は、一つ以上の動的素子を含んで、測定対象物での任意の傾きを補償することができる。例えば、動的素子を採用して干渉計からの出力ビーム（群）を検出器に入力することができる。動的素子は、測定対象物の角度配向の変化により生じる、出力ビームの全体的な伝搬方向の任意の変化を補償することができる。このような動的素子は本出願人が本出願と共に所有する米国特許第６，２７１，９２３号及び米国特許第６，３１３，９１８号に開示されており、これらの文献の内容は本明細書において参照により引用する。 Variations of the interferometer system described above include an interferometer system that measures more than two degrees of freedom by including an additional linear displacement interferometer and an angular displacement interferometer within the interferometer assembly or a single interferometer assembly. In this configuration of the interferometer system, the output beam of the additional interferometer nulls or reduces the beam offset difference at each detector / FOP. Variations of the interferometer system can include one or more dynamic elements to compensate for any tilt at the measurement object. For example, dynamic elements can be employed to input the output beam (s) from the interferometer to the detector. The dynamic element can compensate for any changes in the overall propagation direction of the output beam caused by changes in the angular orientation of the measurement object. Such dynamic elements are disclosed in US Pat. No. 6,271,923 and US Pat. No. 6,313,918 owned by the applicant with the present application, the contents of which are hereby incorporated by reference. Quoted by reference in
上述した干渉計システムのいずれにおいても、平面ミラー基準物体を干渉計アセンブリと一体化することができることに注目する。別の構成として、平面ミラー基準物体を、差動平面ミラー干渉計における場合のように第２測定対象物の一部とすることができる。このような実施形態では、干渉計は、ビームを第２測定対象物上の基準ミラーに連結する追加の光学系を含むことができる。 Note that in any of the interferometer systems described above, the planar mirror reference object can be integrated with the interferometer assembly. Alternatively, the plane mirror reference object can be part of the second measurement object, as in a differential plane mirror interferometer. In such an embodiment, the interferometer can include additional optics that couple the beam to a reference mirror on the second measurement object.
上述の干渉計システムは非常に高精度の測定を可能にする。このようなシステムはコンピュータチップなどのような大規模集積回路に使用するリソグラフィ用途において特に有用である。リソグラフィは半導体製造産業にとって非常に重要な技術推進要素である。重ね合わせにおける改良は、１００ｎｍ線幅（設計ルール）以下の線幅を実現するための５つの最も困難な挑戦の内の一つであり、例えばＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｒｏａｄｍａｐ， ｐ８２（１９９７）を参照されたい。 The above-described interferometer system allows very high accuracy measurements. Such a system is particularly useful in lithographic applications for use in large scale integrated circuits such as computer chips. Lithography is a very important technology driver for the semiconductor manufacturing industry. Improvement in superposition is one of the five most difficult challenges to achieve line widths below 100 nm line width (design rules), see, eg, Semiconductor Industry Roadmap, p82 (1997).
重ね合わせはウェハステージ及びレチクル（またはマスク）ステージの位置決めに使用する距離測定干渉計の性能、すなわち精度及び確度に直接依存する。リソグラフィツールにより年当り５０〜１００百万ドルの製品を生産することができるので、性能の改良された距離測定干渉計がもたらす経済効果は非常に大きい。リソグラフィツールによる歩留まりが１％上がる度に、年当り約百万ドルの経済効果が集積回路製造業者にもたらされ、リソグラフィツールベンダーにそれに匹敵する大きな利益がもたらされる。 The overlay is directly dependent on the performance, i.e. accuracy and accuracy, of the distance measuring interferometer used to position the wafer stage and reticle (or mask) stage. Since the lithographic tool can produce $ 50-100 million per year, the economic benefits of distance-measuring interferometers with improved performance are enormous. For every 1% increase in lithographic tool yield, there is an economic benefit of approximately $ 1 million per year for integrated circuit manufacturers, with significant benefits comparable to lithographic tool vendors.
リソグラフィツールの機能は、空間的にパターン化された照射線をフォトレジストに覆われたウェハに方向付けることである。このプロセスでは、ウェハのどの位置が照射線を受けるのかを決定し（位置合わせ）、その位置で照射線をフォトレジストに当てる（露光）。 The function of the lithography tool is to direct spatially patterned radiation to a wafer covered with photoresist. In this process, it is determined which position on the wafer receives the irradiation (alignment) and the irradiation is applied to the photoresist at that position (exposure).
ウェハを正しく位置させるために、ウェハは位置合わせマークをウェハ上に含み、これらの位置合わせマークは専用センサによって測定される。位置合わせマークの測定される位置によってウェハのツール内での位置を決定する。この情報を、ウェハ表面を所望の形状にパターニングするための仕様と一緒に用いて、ウェハを空間的にパターニングされた照射線に対して位置合わせする。このような情報に基づいて、フォトレジストに覆われたウェハを支持する移動可能なステージがウェハを移動させて照射線によってウェハの正しい位置が露光されるようにする。 In order to properly position the wafer, the wafer includes alignment marks on the wafer, which are measured by dedicated sensors. The position of the wafer in the tool is determined by the measured position of the alignment mark. This information is used in conjunction with specifications for patterning the wafer surface into the desired shape to align the wafer with the spatially patterned radiation. Based on such information, a movable stage that supports the wafer covered with photoresist moves the wafer so that the correct position of the wafer is exposed by the radiation.
露光の間、照射源はパターン化されたレチクルを照射し、このレチクルが照射線を散乱して空間的にパターン化された照射線を生成する。レチクルはマスクとも呼ばれ、これらの用語は以下において同じ意味で使用する。縮小リソグラフィの場合、縮小レンズが散乱照射線を収集してレチクルパターンの縮小画像を形成する。別の構成として、近接転写の場合、散乱照射線はウェハに達する前に短い距離（通常、マイクロメートルのオーダー）を伝搬してレチクルパターンの１：１画像を生成する。照射によってレジストの中で光−化学プロセスが始まり、このプロセスによって照射線パターンがレジスト内の潜像に変換される。 During exposure, the illumination source illuminates the patterned reticle, which scatters the radiation to produce a spatially patterned radiation. A reticle is also referred to as a mask, and these terms are used interchangeably below. In the case of reduction lithography, a reduction lens collects scattered radiation and forms a reduced image of the reticle pattern. Alternatively, in the case of proximity transfer, the scattered radiation propagates a short distance (typically on the order of micrometers) before reaching the wafer to produce a 1: 1 image of the reticle pattern. Irradiation initiates a photo-chemical process in the resist, which converts the radiation pattern into a latent image in the resist.
干渉計システムは、ウェハ及びレチクルの位置を制御し、レチクル画像をウェハに転写するポジショニング（位置決め）メカニズムの重要な要素である。このような干渉計システムが上述のような特徴を含む場合、距離測定に対する周期誤差の影響が最小化されるのに伴って、システムが測定する距離の精度が向上する。 The interferometer system is an important element of a positioning mechanism that controls the position of the wafer and reticle and transfers the reticle image to the wafer. When such an interferometer system includes the above-described features, the accuracy of the distance measured by the system is improved as the influence of the periodic error on the distance measurement is minimized.
一般的に、露光システムとも呼ばれるリソグラフィシステムは通常、照射システム及びウェハポジショニングシステムを含む。照射システムは紫外線、可視光線、ｘ線、電子線またはイオン照射線のような照射線を供給する照射源、及び照射線にパターンを与えることにより空間的にパターン化された照射線を生成するレチクルまたはマスクを含む。また縮小リソグラフィの場合、照射システムは空間的にパターン化された照射線をウェハ上に結像させるレンズアセンブリを含むことができる。結像した照射線によってウェハ上のレジストが露光される。照射システムはまた、マスクを支持するマスクステージ、及びマスクを通して方向付けられる照射線に対するマスクステージの位置を調整するポジショニングシステムを含む。ウェハポジショニングシステムは、ウェハを支持するウェハステージ、及び結像した照射線に対するウェハステージの位置を調整するポジショニングシステムを含む。集積回路の製造は多くの露光工程を含む。リソグラフィについての一般的な参考文献として、例えばＪ．Ｒ Ｓｈｅａｔｓ ａｎｄ Ｂ．Ｗ． ＳｍｉｔｈによるＭｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ， Ｉｎｃ．， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， １９９８）を参照されたい。この参考文献の内容は、本明細書において参照により援用する。 In general, a lithography system, also referred to as an exposure system, typically includes an illumination system and a wafer positioning system. An irradiation system includes an irradiation source that supplies an irradiation line such as ultraviolet light, visible light, x-ray, electron beam, or ion irradiation line, and a reticle that generates a spatially patterned irradiation line by applying a pattern to the irradiation line. Or include a mask. For reduced lithography, the illumination system can also include a lens assembly that images a spatially patterned illumination line onto the wafer. The resist on the wafer is exposed by the imaged irradiation beam. The illumination system also includes a mask stage that supports the mask, and a positioning system that adjusts the position of the mask stage relative to the radiation directed through the mask. The wafer positioning system includes a wafer stage that supports the wafer and a positioning system that adjusts the position of the wafer stage relative to the imaged irradiation line. Integrated circuit manufacturing involves a number of exposure steps. As a general reference for lithography, see, for example, J. Org. R Sheets and B.R. W. See Microlithography by Smith: Science and Technology (Marcel Dekker, Inc., New York, 1998). The contents of this reference are incorporated herein by reference.
上述の干渉計システムを使用して、レンズアセンブリ、照射線源または支持構造のような露光システムの他の素子に対するウェハステージ及びマスクステージの位置を正確に測定することができる。このような場合、干渉計システムを固定構造に取り付け、測定対象物をマスクステージ及びウェハステージの内の一つのような可動素子に取り付けることができる。別の構成として、配置を逆にして、干渉計システムを可動対象物に取り付け、測定対象物を固定対象物に取り付けることができる。 The interferometer system described above can be used to accurately measure the position of the wafer stage and mask stage relative to other elements of the exposure system such as a lens assembly, radiation source or support structure. In such a case, the interferometer system can be attached to a fixed structure and the measurement object can be attached to a movable element such as one of a mask stage and a wafer stage. Alternatively, the arrangement can be reversed and the interferometer system can be attached to a movable object and the measurement object can be attached to a stationary object.
一般的に、このような干渉計システムを使用して露光システムの他のいずれか素子に対する露光システムのいずれか一つの素子の位置をも測定することができ、この場合干渉計システムは、素子及び測定対象物の内の一方に取り付けられるか或いは支持されるか、または素子の内の他方に取り付けられるか或いは支持される。 In general, such an interferometer system can also be used to measure the position of any one element of the exposure system relative to any other element of the exposure system, in which case the interferometer system comprises the elements and It is attached or supported on one of the measurement objects, or is attached or supported on the other of the elements.
干渉計システム１１２６を使用するリソグラフィスキャナ１１００の一例を図６に示す。干渉計システムを使用して露光システム内のウェハ（図示せず）の位置を正確に測定する。ここで、ステージ１１２２を使用してウェハを露光ステーションに対して配置し、支持する。スキャナ１１００はフレーム１１０２を含み、このフレームは他の支持構造、及びこれらの構造に搭載される種々の素子を搭載する。露光ベース１１０４はその頂部にレンズハウジング１１０６を搭載し、このハウジングの頂部にレチクルまたはマスクステージ１１１６を搭載し、このステージを使用してレチクルまたはマスクを支持する。マスクを露光ステーションに対して位置決めするポジショニングシステムを素子１１１７として模式的に示す。ポジショニングシステム１１１７は、例えば圧電変換素子及び該当する制御電子機器を含むことができる。ここに記載する実施形態には含まれていないが、上述の干渉計システムの内の一つ以上を使用してマスクステージだけでなく、リソグラフィ構造の製造プロセスにおいてその位置を高精度にモニターする必要のある他の可動素子の位置を正確に測定することもできる（上のＳｈｅａｔｓ及びＳｍｉｔｈによるＭｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙを参照されたし）。
An example of a
露光ベース１１０４の下方に延びているのは支持ベース１１１３であり、この支持ベースはウェハステージ１１２２を搭載する。ステージ１１２２は平面ミラー１１２８を含み、このミラーは、干渉計システム１１２６によりステージに方向付けられる測定ビーム１１５４を反射する。ステージ１１２２を干渉計システム１１２６に対して位置決めするポジショニングシステムを素子１１１９として模式的に示す。ポジショニングシステム１１１９は、例えば圧電変換素子及び該当する制御電子機器を含むことができる。測定ビームは反射されて露光ベース１１０４に搭載される干渉計システムに戻る。干渉計システムは前に記載した実施形態のいずれかとすることができる。
Extending below the
動作状態において、照射ビーム１１１０、例えばＵＶレーザ（図示せず）からの紫外線（ＵＶ）ビームはビーム成形光学アセンブリ１１１２を通過し、ミラー１１１４によって反射された後に下方に伝搬する。その後、照射ビームはマスクステージ１１１６に搭載されるマスク（図示せず）を通過する。マスク（図示せず）は、レンズハウジング１１０６に収容されるレンズアセンブリ１１０８を通してウェハステージ１１２２上のウェハ（図示せず）に結像される。ベース１１０４及びそのベースが支持する種々の素子は、バネ１１２０として示す振動減衰システムによって周囲の振動から分離される。
In operation, an
リソグラフィスキャナの他の実施形態では、前に記載した干渉計システムの内の一つ以上を使用して多軸に沿った距離を、例えばこれらに制限されないが、ウェハステージ及びレチクル（又はマスク）ステージに関する角度を測定することができる。また、ＵＶレーザビームではなく他のビームを使用してウェハを露光することができ、これらのビームとしては、例えばｘ線ビーム、電子ビーム、イオンビーム及び可視光ビームなどが挙げられる。 In other embodiments of the lithographic scanner, one or more of the previously described interferometer systems may be used to limit distances along multiple axes, such as, but not limited to, a wafer stage and a reticle (or mask) stage. The angle with respect to can be measured. In addition, the wafer can be exposed using another beam instead of the UV laser beam. Examples of these beams include an x-ray beam, an electron beam, an ion beam, and a visible light beam.
幾つかの実施形態では、リソグラフィスキャナはこの技術分野でコラム基準（ｃｏｌｕｍｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）として知られるものを含むことができる。このような実施形態では、干渉計システム１１２６は基準ビーム（図示せず）を外部基準経路に沿って方向付けて基準ミラー（図示せず）に衝突させ、この基準ミラーは或る構造、例えばレンズハウジング１１０６に取り付けられて照射ビームを方向付ける。基準ミラーは基準ビームを反射して干渉計システムに戻す。ステージ１１２２により反射される測定ビーム１１５４と、レンズハウジング１１０６に搭載された基準ミラーにより反射される基準ビームとを合成する際に干渉計システム１１２６が生成する干渉信号は、照射ビームに対するステージの位置の変化を示す。また、他の実施形態では、干渉計システム１１２６を、スキャナシステムのレチクル（またはマスク）ステージ１１１６または他の可動素子の位置の変化を測定するように配置することができる。最後に、干渉計システムは、スキャナに加えて、またはスキャナに代えてステッパを含むリソグラフィシステムと同様な態様で使用することができる。
In some embodiments, the lithographic scanner can include what is known in the art as a column reference. In such an embodiment, the
公知のように、リソグラフィは、半導体装置を作成する製造方法の重要な一部である。たとえば、米国特許第５，４８３，３４３号にはそのような製造方法の工程が概述されている。これらの工程について、図７および８に関して以下で記述する。図７は、半導体チップ（ＩＣまたはＬＳＩなど）、液晶パネル、またはＣＣＤなど、半導体装置を製造する順序のフロー・チャートである。工程１１５１は、半導体装置の回路を設計する設計過程である。工程１１５２は、回路パターン設計に基づくマスクの製造過程である。工程１１５３は、シリコンなどの材料を使用することによってウェハを製造する過程である。
As is well known, lithography is an important part of a manufacturing method for making semiconductor devices. For example, US Pat. No. 5,483,343 outlines the steps of such a manufacturing method. These steps are described below with respect to FIGS. FIG. 7 is a flow chart of an order of manufacturing a semiconductor device such as a semiconductor chip (IC or LSI), a liquid crystal panel, or a CCD. Step 1151 is a design process for designing a circuit of the semiconductor device.
工程１１５４は、予備過程と呼ばれるウェハ過程であり、準備したマスクおよびウェハを使用することによって、リソグラフィにより、回路をウェハの上に形成する。十分な空間分解能でマスク上の回路パターンに対応する回路をウェハの上に形成するために、ウェハに対するリソグラフィ・ツールの干渉分光による位置決めが必要である。本明細書で記述する干渉分光法およびシステムは、ウェハ過程において使用されるリソグラフィの有効性を向上させるのに特に有用であり得る。
工程１１５５は、工程１１５４によって処理されたウェハが半導体チップに形成される事後過程と呼ばれる組立て工程である。この工程は、組立て（方形切断および結合）および実装（チップ封止）を含む。工程１１５６は、検査工程であり、工程１１５５によって作成された半導体装置の動作性の検査、耐久性の検査などが実施される。これらの過程により、半導体装置は完成し、出荷される（工程１１５７）。
図８は、ウェハ過程の詳細を示すフロー・チャートである。工程１１６１は、ウェハの表面を酸化させる酸化過程である。工程１１６２は、絶縁膜をウェハ表面の上に形成するＣＶＤ過程である。工程１１６３は、蒸着によってウェハの上に電極を形成する電極形成過程である。工程１１６４は、イオンをウェハに注入する注入過程である。工程１１６５は、レジスト（感光材料）をウェハに加えるレジスト過程である。工程１１６６は、露光（すなわちリソグラフィ）によって、上記で記述した露光装置により、マスクの回路パターンをウェハの上に印刷する露光過程である。再び、上記で記述したように、本明細書で記述する干渉計システムおよび方法を使用することにより、そのようなリソグラフィ工程の精度および分解能は向上する。
FIG. 8 is a flowchart showing details of the wafer process.
工程１１６７は、露光ウェハを成長する成長過程である。工程１１６８は、成長レジスト像以外の部分を除去するエッチング過程である。工程１１６９は、エッチング過程を施された後にウェハ上に残留しているレジスト材料を分離するレジスト分離過程である。これらの過程を反復することによって、回路パターンがウェハの上に形成され、重ね合わされる。
上記した干渉計システムは、物体の相対位置を正確に測定する必要がある他の応用分野において使用することも可能である。たとえば、基板またはビームが移動する際に、レーザ、ｘ線、イオン、または電子ビームなどの書込みビームが、基板の上にパターンをマーキングする応用分野では、干渉計システムを使用して、基板と書込みビームとの相対運動を測定することが可能である。 The interferometer system described above can also be used in other applications where it is necessary to accurately measure the relative position of an object. For example, in applications where a writing beam, such as a laser, x-ray, ion, or electron beam, marks a pattern on a substrate as the substrate or beam moves, an interferometer system is used to write to the substrate. It is possible to measure the relative motion with the beam.
例として、ビーム書込みシステム１２００の図９に概略的に示されている。ソース１２１０は、書込みビーム１２１２を生成する。ビーム集束部品１２１４は、放射ビームを、可動ステージ１２１８によって支持された基板１２１６に向ける。ステージの相対位置を決定するために、干渉計システム１２２０は、基準ビーム１２２２をビーム集束部品１２１４の上に取り付けられたミラー１２２４に向け、測定ビーム１２２６をステージ１２１８の上に取り付けられたミラー１２２８に向ける。基準ビームはビーム収束部品上に搭載されたミラーと接触するので、ビーム書込みシステムは、コラム基準を用いるシステムの例である。干渉計システム１２２０は、以前に説明した干渉計システムのいずれかとすることが可能である。干渉計システムによって測定された位置の変化は、基板１２１６上における書込みビーム１２１２の相対位置の変化に対応する。干渉計システム１２２０は、基板１２１６上における書込みビーム１２１２の相対位置を表す測定信号１２３２を制御装置１２３０に送信する。制御装置１２３０は、出力信号１２３４を、ステージ１２１８を支持し、かつ位置決めするベース１２３６に送信する。更に、書込みビームが、基板の選択位置のみにおいて光物理的変化または光化学的変化が生じるのに十分な強度で基板１２１６に接触するように、書込みビーム１２１２の強度を変化させるために、または書込みビーム１２１２を遮断するために、制御装置１２３０は、信号１２３８をソース１２１０に送信する。
As an example, a
更に、いくつかの例では、制御装置１２３０は、ビーム集束部品１２１４に、たとえば信号１２４４を使用して、基板の領域にわたって書込みビームを走査させることが可能である。その結果、制御装置１２３０は、基板をパターン化するように、システムの他の要素を誘導する。パターン化は、通常、制御装置に記憶されている電子設計パターンに基づく。いくつかの応用例では、書込みビームは、基板の上に被覆されたレジストをパターン化し、他の応用例では、書込みビームは、基板をエッチングするなど、直接パターン化する。
Further, in some examples, the
そのようなシステムの重要な応用分野は、以前に記述したリソグラフィ方法において使用されるマスクおよびレチクルの製造である。たとえば、リソグラフィ・マスクを製作するために、電子ビームを使用して、クロミウム被覆ガラス基板をパターン化することが可能である。書込みビームが電子ビームであるような場合では、ビーム書込みシステムは、電子ビーム経路を真空に封入する。また、書込みビームが電子ビームまたはイオン・ビームである場合では、ビーム集束部品は、真空下において帯電粒子を基板上に集束させ、向けるための四重極レンズなどの電場生成装置を含む。書込みビームがｘ線、ＵＶ、または可視光線の放射などの放射ビームである他の場合では、ビーム集束部品は、放射を基板に集束させ、向けるための対応する光学機器を含む。 An important field of application of such systems is the manufacture of masks and reticles used in previously described lithographic methods. For example, a chromium-coated glass substrate can be patterned using an electron beam to produce a lithographic mask. In cases where the writing beam is an electron beam, the beam writing system encapsulates the electron beam path in a vacuum. Also, when the writing beam is an electron beam or ion beam, the beam focusing component includes an electric field generating device such as a quadrupole lens for focusing and directing charged particles onto the substrate under vacuum. In other cases where the writing beam is a radiation beam, such as x-ray, UV, or visible radiation, the beam focusing component includes corresponding optics for focusing and directing the radiation onto the substrate.
各種実施態様について、上記のように説明したが、各種の変更が本発明の技術思想及び範囲から逸脱することなく行われてもよい。従って、他の実施形態も、特許請求の範囲内にある。 While various embodiments have been described above, various changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, other embodiments are within the scope of the claims.
Claims (52)
マルチパス干渉計を備え、
前記マルチパス干渉計は、複数の反射板及び光学系を含み、
前記複数の反射板は、前記干渉計を通る複数の通路に沿って少なくとも２つのビームを反射し、前記複数の通路は、第１通路及び第２通路を含む第１組の通路及び前記第１通路に対応する第３通路及び前記第２通路に対応する第４通路を含む第２組の通路を含み、前記反射板は、前記反射板により反射される前記ビームの経路の方向に直交する第１の配向を有し、
前記２つのビームは、前記第１組の通路の後の前記複数の反射板の内の一つの反射板上の第１位置の変化に関する情報を供給し、
前記２つのビームは、前記第２組の通路の後の前記一つの反射板上の前記第１位置の変化及び第２位置の変化に関する情報を供給し、
前記ビームの前記経路は、前記複数の反射板の内の少なくとも一つの反射板が前記第１の配向以外の配向を有する場合に、前記第１組の通路の間及び前記第２組の通路の間でずれ、
前記光学系は、前記第２組の通路の前記第３通路及び前記第４通路中に生じるずれが前記第１組の通路の前記第１通路及び前記第２通路中に生じるずれと相殺するように、前記第１組の通路の後、かつ前記第２組の通路の前で、前記ビームの向きを変える、装置。A device,
With a multipath interferometer,
The multipath interferometer includes a plurality of reflectors and an optical system,
The plurality of reflectors reflect at least two beams along a plurality of paths through the interferometer, the plurality of paths including a first set of paths including a first path and a second path and the first A second set of passages including a third passage corresponding to the passage and a fourth passage corresponding to the second passage , wherein the reflecting plate is orthogonal to a direction of a path of the beam reflected by the reflecting plate. Having an orientation of 1;
The two beams provide information regarding a change in a first position on one of the plurality of reflectors after the first set of passages;
The two beams provide information on the change in the first position and the change in the second position on the one reflector after the second set of passages;
The path of the beam is between the first set of passages and between the second set of passages when at least one of the plurality of reflectors has an orientation other than the first orientation. Slipped between,
The optical system is configured such that a shift generated in the third path and the fourth path of the second set of paths cancels a shift generated in the first path and the second path of the first set of paths. And a device for redirecting the beam after the first set of passages and before the second set of passages.
前記ウェハを支持するステージと、
空間的にパターン化された照射線を前記ウェハの上に結像する照明システムと、
結像した前記照射線に対する前記ステージの位置を調整するポジショニングシステムと、
結像した前記照射線に対する前記ステージの位置をモニターする請求項１記載の装置とを備える、リソグラフィシステム。A lithography system for use in manufacturing an integrated circuit on a wafer comprising:
A stage for supporting the wafer;
An illumination system that images a spatially patterned radiation onto the wafer;
A positioning system for adjusting the position of the stage with respect to the imaged irradiation line;
A lithography system comprising: an apparatus according to claim 1 for monitoring the position of the stage relative to the imaged irradiation line.
前記ウェハを支持するステージと、
照射源、マスク、ポジショニングシステム、レンズアセンブリ、及び請求項１記載の装置を含む照明システムとを備え、
動作状態において、前記照射源は、照射線を前記マスクを通るように方向付けて空間的にパターン化された照射線を生成し、前記ポジショニングシステムは、前記照射源からの前記照射線に対する前記マスクの位置を調整し、前記レンズアセンブリは、前記空間的にパターン化された照射線を前記ウェハの上に結像し、前記干渉計は、前記ウェハに対する前記マスクの位置を測定する、リソグラフィシステム。A lithography system for use in manufacturing an integrated circuit on a wafer comprising:
A stage for supporting the wafer;
An illumination source comprising an illumination source, a mask, a positioning system, a lens assembly, and an apparatus according to claim 1;
In an operating state, the irradiation source directs the irradiation line through the mask to generate a spatially patterned irradiation line, and the positioning system includes the mask for the irradiation line from the irradiation source. A lithographic system, wherein the lens assembly images the spatially patterned radiation on the wafer, and the interferometer measures the position of the mask relative to the wafer.
書込みビームを照射して前記リソグラフィマスクにパターンを形成する照射源と、
前記リソグラフィマスクを支持するステージと、
前記書込みビームを前記リソグラフィマスクへと方向付けるビーム方向付けアセンブリと、
前記ステージ及びビーム方向付けアセンブリを互いに対して位置決めするポジショニングシステムと、
前記ビーム方向付けアセンブリに対する前記ステージの位置をモニターする請求項１記載の装置とを備える、リソグラフィシステム。A lithography system for use in manufacturing a lithography mask, comprising:
An irradiation source for irradiating a writing beam to form a pattern on the lithography mask;
A stage for supporting the lithography mask;
A beam directing assembly that directs the writing beam to the lithography mask;
A positioning system for positioning the stage and beam directing assembly relative to each other;
An apparatus according to claim 1, wherein the apparatus monitors the position of the stage relative to the beam directing assembly.
請求項２８記載のリソグラフィシステムを使用して、ウェハを支持し、空間的にパターン化された照射線を前記ウェハの上に結像し、結像した前記照射線に対する前記ステージの位置を調整し、前記干渉計を使用して結像した前記照射線に対する前記ステージの位置をモニターすることを備える、方法。A method for manufacturing an integrated circuit, comprising:
29. A lithography system according to claim 28, wherein a wafer is supported, a spatially patterned irradiation line is imaged on the wafer, and the position of the stage relative to the imaged irradiation line is adjusted. Monitoring the position of the stage relative to the radiation imaged using the interferometer.
請求項２９記載のリソグラフィシステムを使用して、ウェハを支持し、前記照射源からの照射線をマスクを通るように方向付けて前記ウェハ上への空間的にパターン化された照射線を生成し、前記照射源からの前記照射線に対する前記マスクの位置を調整し、前記空間的にパターン化された照射線を前記ウェハの上に結像し、前記干渉計を使用して前記ウェハに対する前記マスクの位置をモニターすることを備える、方法。A method for manufacturing an integrated circuit, comprising:
30. A lithographic system according to claim 29, wherein a wafer is supported, and radiation from the radiation source is directed through a mask to produce a spatially patterned radiation on the wafer. Adjusting the position of the mask relative to the radiation from the radiation source, imaging the spatially patterned radiation on the wafer, and using the interferometer, the mask relative to the wafer A method comprising monitoring the position of the.
請求項３０記載のリソグラフィシステムを使用して、リソグラフィマスクを支持し、書込みビームを前記リソグラフィマスクに供給し、前記ステージ及びビーム方向付けアセンブリを互いに対して位置決めし、前記干渉計を使用して前記ビーム方向付けアセンブリに対する前記ステージの位置を測定することを備える、方法。A method for manufacturing a lithography mask, comprising:
A lithographic system according to claim 30, wherein the lithographic mask is supported, a writing beam is supplied to the lithographic mask, the stage and beam directing assembly are positioned relative to each other, and the interferometer is used to Measuring the position of the stage relative to a beam directing assembly.
第１測定ビームを、干渉計を通る第１組の通路に沿って測定対象物上の第１領域に方向付けること、
第１基準ビームを、前記干渉計を通る第１組の通路に沿って基準物体に方向付けること、
前記第１測定ビーム及び第１基準ビームが前記第１組の通路を終えた後、前記第１測定ビーム及び第１基準ビームを合成して第１出力ビームを生成すること、
前記測定対象物上の前記第１領域の位置の変化を求めること、
光学系を使用して前記第１測定ビームの一部を方向付けて第２測定ビームを形成すること、
前記光学系を使用して前記第１基準ビームの一部を方向付けて第２基準ビームを形成すること、
前記第２測定ビームを、前記干渉計を通る第２組の通路に沿って前記測定対象物上の第２領域に方向付けること、
前記第２基準ビームを、前記干渉計を通る第２組の通路に沿って前記基準物体に方向付けること、
前記第２測定ビーム及び第２基準ビームが前記第２組の通路を終えた後、前記第２測定ビーム及び第２基準ビームを合成して第２出力ビームを生成すること、
前記測定対象物上の前記第２領域の位置の変化を求めることを備え、
前記測定対象物に入射する前記第１及び第２測定ビームの経路の方向に対する前記測定対象物の回転によって、前記第１組の通路の間に前記第１測定ビームにビームずれが生じ、前記第２組の通路の間に前記第２測定ビームにビームずれが生じ、
前記光学系は、前記第１測定出力ビーム及び第１基準出力ビームの一部の向きを変えて、前記第２組の通路の間に前記第２測定ビームに生じたずれが前記第１組の通路の間に前記第１測定ビームに生じたずれと相殺するように構成される、方法。A method,
Directing the first measurement beam to a first region on the measurement object along a first set of paths through the interferometer;
Directing a first reference beam to a reference object along a first set of paths through the interferometer;
Combining the first measurement beam and the first reference beam to generate a first output beam after the first measurement beam and the first reference beam have finished the first set of paths;
Determining a change in the position of the first region on the measurement object;
Directing a portion of the first measurement beam using an optical system to form a second measurement beam;
Directing a portion of the first reference beam using the optical system to form a second reference beam;
Directing the second measurement beam to a second region on the measurement object along a second set of paths through the interferometer;
Directing the second reference beam to the reference object along a second set of paths through the interferometer;
Combining the second measurement beam and the second reference beam to generate a second output beam after the second measurement beam and the second reference beam have finished the second set of paths;
Determining a change in position of the second region on the measurement object;
The rotation of the measurement object relative to the direction of the path of the first and second measurement beams incident on the measurement object causes a beam shift in the first measurement beam between the first set of paths, and A beam shift occurs in the second measurement beam between two sets of passages,
The optical system changes a direction of a part of the first measurement output beam and the first reference output beam, and a deviation generated in the second measurement beam between the second set of passages is changed in the first set. A method configured to offset a deviation caused in the first measurement beam during a passage.
前記ウェハを移動可能なステージの上に支持すること、
空間的にパターン化された照射線を前記ウェハの上に結像すること、
結像した前記照射線に対する前記ステージの位置を調整すること、
結像した前記照射線に対する前記ステージの位置を請求項３４に記載の方法を使用してモニターすることを備える、リソグラフィの方法。A lithography method for use in manufacturing an integrated circuit on a wafer, comprising:
Supporting the wafer on a movable stage;
Imaging a spatially patterned radiation on the wafer;
Adjusting the position of the stage relative to the imaged irradiation line;
35. A lithographic method comprising monitoring the position of the stage relative to the imaged irradiation line using the method of claim 34.
入力照射線をマスクを通るように方向付けて空間的にパターン化された照射線を生成すること、
前記マスクを前記入力照射線に対して位置決めすること、
前記入力照射線に対する前記マスクの位置を請求項３４に記載の方法を使用してモニターすること、
前記空間的にパターン化された照射線をウェハの上に結像することを備える、リソグラフィの方法。A lithographic method used in the manufacture of an integrated circuit comprising:
Directing the input radiation through the mask to produce a spatially patterned radiation,
Positioning the mask with respect to the input radiation;
Monitoring the position of the mask relative to the input radiation using the method of claim 34;
A method of lithography comprising imaging the spatially patterned radiation on a wafer.
リソグラフィシステムの第１構成要素をリソグラフィシステムの第２構成要素に対して位置決めして前記ウェハを空間的にパターン化された照射線で露光すること、
前記第２構成要素に対する前記第１構成要素の位置を請求項３４に記載の方法を使用してモニターすることを備える、リソグラフィの方法。A lithographic method for manufacturing an integrated circuit on a wafer, comprising:
Positioning the first component of the lithography system relative to the second component of the lithography system to expose the wafer with spatially patterned radiation;
35. A lithographic method comprising monitoring the position of the first component relative to the second component using the method of claim 34.
書込みビームを基板に方向付けて前記基板にパターンを形成すること、
前記基板を前記書込みビームに対して位置決めすること、
前記書込みビームに対する前記基板の位置を請求項３４に記載の方法を使用してモニターすることを備える、方法。A method for manufacturing a lithography mask, comprising:
Directing a writing beam toward the substrate to form a pattern on the substrate;
Positioning the substrate relative to the writing beam;
35. A method comprising monitoring the position of the substrate relative to the writing beam using the method of claim 34.
複数の自由度に関する測定対象物の位置の変化を測定する多軸干渉計を備え、
前記干渉計は、入力ビームを受信し、前記測定対象物上の第１ポイントに関して前記測定対象物への第１及び第２通路を形成するように、前記入力ビームから生成される第１測定ビームを方向付け、次に、前記第１測定ビームを前記入力ビームから生成される第１基準ビームと合成して前記測定対象物上の前記第１ポイントまでの距離の変化に関する情報を含む第１出力ビームを生成するように構成され、
前記干渉計は更に、前記測定対象物上の第２ポイントに関して前記測定対象物への第１及び第２通路を形成するように、副入力ビームから生成される第２測定ビームを方向付け、次に、前記第２測定ビームを前記副入力ビームから生成される第２基準ビームと合成して前記測定対象物上の前記第２ポイントまでの距離の変化に関する情報を含む第２出力ビームを生成するように構成され、
前記干渉計は、前記測定対象物上の前記測定ビームの入射によって定義される平面内で前記第１出力ビームの一部を奇数回反射して前記副入力ビームを形成するように配置された折返し光学系を備える、装置。A device,
A multi-axis interferometer that measures changes in the position of the measurement object with respect to multiple degrees of freedom,
The interferometer receives an input beam and generates a first measurement beam generated from the input beam so as to form first and second paths to the measurement object with respect to a first point on the measurement object. And then combining the first measurement beam with a first reference beam generated from the input beam to include a first output that includes information regarding a change in distance to the first point on the measurement object. Configured to generate a beam,
The interferometer further directs a second measurement beam generated from the secondary input beam to form first and second paths to the measurement object with respect to a second point on the measurement object, and And combining the second measurement beam with a second reference beam generated from the secondary input beam to generate a second output beam including information on a change in distance to the second point on the measurement object. Configured as
The interferometer the measuring beam folding disposed a portion of the first output beam in a plane which is defined to form an odd number of reflections to the secondary input beam by the incidence of on the measurement object Ru having an optical system, device.
前記ウェハを支持するステージと、
空間的にパターン化された照射線を前記ウェハの上に結像する照明システムと、
結像した前記照射線に対する前記ステージの位置を調整するポジショニングシステムと、
結像した前記照射線に対する前記ウェハの位置をモニターする請求項４３記載の装置とを備える、リソグラフィシステム。A lithography system for use in manufacturing an integrated circuit on a wafer comprising:
A stage for supporting the wafer;
An illumination system that images a spatially patterned radiation onto the wafer;
A positioning system for adjusting the position of the stage with respect to the imaged irradiation line;
44. An apparatus according to claim 43, wherein the apparatus monitors the position of the wafer relative to the imaged radiation.
前記ウェハを支持するステージと、
照射源、マスク、ポジショニングシステム、レンズアセンブリ、及び請求項４３記載の装置を含む照明システムとを備え、
動作状態において、前記照射源は、照射線を前記マスクを通るように方向付けて空間的にパターン化された照射線を生成し、前記ポジショニングシステムは、前記照射源からの前記照射線に対する前記マスクの位置を調整し、前記レンズアセンブリは、前記空間的にパターン化された照射線を前記ウェハの上に結像し、前記干渉計は、前記照射源からの前記照射線に対する前記マスクの位置をモニターする、リソグラフィシステム。A lithography system for use in manufacturing an integrated circuit on a wafer comprising:
A stage for supporting the wafer;
An illumination source comprising an illumination source, a mask, a positioning system, a lens assembly, and an apparatus according to claim 43;
In an operating state, the irradiation source directs the irradiation line through the mask to generate a spatially patterned irradiation line, and the positioning system includes the mask for the irradiation line from the irradiation source. The lens assembly images the spatially patterned radiation on the wafer, and the interferometer determines the position of the mask relative to the radiation from the illumination source. Lithography system to monitor.
書込みビームを照射して基板にパターンを形成する照射源と、
前記基板を支持するステージと、
前記書込みビームを前記基板に供給するビーム方向付けアセンブリと、
前記ステージ及びビーム方向付けアセンブリを互いに対して位置決めするポジショニングシステムと、
前記ビーム方向付けアセンブリに対する前記ステージの位置をモニターする請求項４３記載の装置とを備える、ビーム書込みシステム。A beam writing system for use in manufacturing a lithographic mask, comprising:
An irradiation source for irradiating a writing beam to form a pattern on the substrate;
A stage for supporting the substrate;
A beam directing assembly for supplying the writing beam to the substrate;
A positioning system for positioning the stage and beam directing assembly relative to each other;
45. A beam writing system comprising: an apparatus for monitoring the position of the stage relative to the beam directing assembly.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US35242502P | 2002-01-28 | 2002-01-28 | |
| PCT/US2003/002446 WO2003064968A1 (en) | 2002-01-28 | 2003-01-28 | Multiple-pass interferometry |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005516206A JP2005516206A (en) | 2005-06-02 |
| JP4469609B2 true JP4469609B2 (en) | 2010-05-26 |
Family
ID=34699771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003564519A Expired - Lifetime JP4469609B2 (en) | 2002-01-28 | 2003-01-28 | Multipath interferometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4469609B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4261619A1 (en) * | 2022-04-15 | 2023-10-18 | ASML Netherlands B.V. | Method of spatially aligning a patterning device and a substrate |
| EP4293424A1 (en) * | 2022-06-13 | 2023-12-20 | ASML Netherlands B.V. | Method of spatially aligning a patterning device and a substrate |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5135183B2 (en) * | 2008-11-27 | 2013-01-30 | パナソニック株式会社 | 3D shape measuring device |
| WO2017183017A1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | Nova Measuring Instruments Ltd. | Optical system and method for measurements of samples |
| KR102625046B1 (en) * | 2022-10-31 | 2024-01-15 | 한국 천문 연구원 | A dual port interferometer |
-
2003
- 2003-01-28 JP JP2003564519A patent/JP4469609B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4261619A1 (en) * | 2022-04-15 | 2023-10-18 | ASML Netherlands B.V. | Method of spatially aligning a patterning device and a substrate |
| WO2023198382A1 (en) * | 2022-04-15 | 2023-10-19 | Asml Netherlands B.V. | Method of spatially aligning a patterning device and a substrate |
| EP4293424A1 (en) * | 2022-06-13 | 2023-12-20 | ASML Netherlands B.V. | Method of spatially aligning a patterning device and a substrate |
| WO2023241850A1 (en) * | 2022-06-13 | 2023-12-21 | Asml Netherlands B.V. | Method of spatially aligning a patterning device and a substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005516206A (en) | 2005-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5350285B2 (en) | Multi-degree-of-freedom interferometer | |
| US6762845B2 (en) | Multiple-pass interferometry | |
| JP4469608B2 (en) | Multi-axis interferometer | |
| JP4030960B2 (en) | Dynamic interferometry control of input beam direction | |
| JP4216728B2 (en) | Method and apparatus for compensating the time-varying optical properties of gases in an interferometer | |
| US6912054B2 (en) | Interferometric stage system | |
| JP4546255B2 (en) | In-process correction of stage mirror distortion during photolithographic exposure cycles | |
| JP2004530869A (en) | Reduction of cyclic error in average interference position measurement | |
| US7193726B2 (en) | Optical interferometry | |
| US6791693B2 (en) | Multiple-pass interferometry | |
| US7298493B2 (en) | Interferometric optical assemblies and systems including interferometric optical assemblies | |
| US7009711B2 (en) | Retroreflector coating for an interferometer | |
| JP4242779B2 (en) | Interferometer with dynamic beam direction manipulation element | |
| US7262860B2 (en) | Compensation for errors in off-axis interferometric measurements | |
| US20040061869A1 (en) | Compensation for errors in off-axis interferometric measurements | |
| US7495770B2 (en) | Beam shear reduction in interferometry systems | |
| JP4469609B2 (en) | Multipath interferometer | |
| JP4376624B2 (en) | Multipath interferometry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060124 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070816 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070821 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20071121 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20071129 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081014 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090107 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090115 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090327 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100209 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100301 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4469609 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |